改性埃洛石对几种废水的吸附行为研究

发布时间：2017-08-29 16:31

  本文关键词：改性埃洛石对几种废水的吸附行为研究

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【摘要】：本论文选用埃洛石粘土矿物作为原材料,通过物理和化学方法对埃洛石进行改性,利用红外光谱、X射线衍射、透射电镜等分析测试手段对改性后的材料进行详尽结构和表面特性表征,并通过静态批试法研究了上述改性材料对UO22+、镉离子、十八烷胺和苯酚的吸附行为,探讨了吸附时间、吸附剂浓度、pH、离子强度等因素对吸附性能的影响。实验结果如下:(1)采用化学共沉淀法制备磁性埃洛石复合材料,并对其吸附UO22+和十八烷胺的行为进行研究。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射、透射电子显微电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对磁性埃洛石进行表征,研究吸附剂浓度、吸附时间、溶液pH值和温度对UO22+及十八烷胺在磁性埃洛石上吸附的影响,通过Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合。结果表明:Fe3O4纳米粒子成功的负载到埃洛石的表面;pH值和温度对UO22+和十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附影响较大;UO22+和十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附符合二级动力学模型;热力学符合Langmuir等温线方程,并且高温利于UO22+和十八烷胺的吸附。(2)采用硅烷偶联剂KH550对HNTs进行表面改性,获得吸附材料HNTs-KH550,并对其吸附Cd2+的行为进行了研究。采用X射线衍射(XRD)、红外(IR)、热重分析(TG)等对改性前后的埃洛石进行了表征,研究吸附剂浓度、吸附时间、溶液pH值和温度对Cd2+在HNTs-KH550上吸附的影响,采用Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合。结果表明:KH550成功负载在HNTs表面;pH值和温度对Cd2+在HNTs-KH550上的吸附影响较大;Cd2+在HNTs-KH550上的吸附符合二级动力学模型;热力学符合Langmuir等温线方程,并且高温利于Cd2+的吸附。(3)通过溶胶-凝胶法,在天然埃洛石纳米管(HNTs)上负载了纳米TiO_2,有效控制了TiO_2粒子的团聚,获得了复合材料HNTs-TiO_2。X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),红外(FT-IR)分析结果表明,纳米TiO_2微粒成功负载在HNTs表面。研究了催化剂热处理温度、降解时间以及催化剂用量等因素对苯酚降解率的影响。结果表明,浓度为33 mg/L的苯酚溶液,催化剂焙烧温度为100℃,用量为0.2 g/L,连续光照9 h,苯酚溶液的降解率可达到73.3%。
【关键词】：埃洛石 改性 吸附 pH
【学位授予单位】：青海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O647.3
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 吸附法在废水处理的研究进展8-18
• 1.1 吸附的基本理论8-9
• 1.1.1 吸附的基本表达式8
• 1.1.2 吸附热力学8-9
• 1.1.3 吸附动力学研究9
• 1.2 固-液界面吸附的影响因素9-11
• 1.2.1 吸附剂性质10
• 1.2.2 吸附质性质10
• 1.2.3 pH10
• 1.2.4 离子强度10
• 1.2.5 温度10-11
• 1.3 吸附等温模型11-12
• 1.3.1 Langmuir吸附等温模式11
• 1.3.2 Freundlich吸附等温模式11
• 1.3.3 其它的吸附模型11-12
• 1.4 吸附机理及分类12-15
• 1.4.1 天然材料在废水中的吸附研究13-14
• 1.4.2 改性材料在废水中的吸附研究14-15
• 1.5 改性埃洛石及相关材料简介15-16
• 1.6 吸附研究的实验方法16-17
• 1.7 本课题研究意义及研究内容17-18
• 第二章 磁性埃洛石的制备及其对UO_2~(2+)和十八烷胺的吸附性能18-36
• 2.1 实验部分18-19
• 2.1.1 实验材料和试剂18
• 2.1.2 实验仪器与设备18-19
• 2.2 吸附实验过程19-20
• 2.2.1 磁性埃洛石的制备19
• 2.2.2 吸附实验步骤19
• 2.2.3 UO_2~(2+)和十八烷胺的测量方法19-20
• 2.3 标准曲线的绘制20-21
• 2.3.1 铀酰离子的分析20
• 2.3.2 十八烷胺的分析20-21
• 2.4 材料表征21-23
• 2.4.1 磁性埃洛石的TEM分析21-22
• 2.4.2 磁性埃洛石的FTIR分析22
• 2.4.3 磁性埃洛石的XRD分析22-23
• 2.4.4 磁性埃洛石的磁滞回线分析23
• 2.5 结果与讨论23-35
• 2.5.1 磁性埃洛石对UO_2~(2+) 的吸附研究23-30
• 2.5.2 磁性埃洛石对十八烷胺的吸附研究30-35
• 2.6 比较与结论35-36
• 第三章 KH550改性埃洛石对镉离子的吸附性能研究36-45
• 3.1 实验材料与方法36
• 3.1.1 实验原料与试剂36
• 3.1.2 仪器和设备36
• 3.2 实验方法36-37
• 3.2.1 改性埃洛石的制备36-37
• 3.2.2 吸附实验37
• 3.3 实验结果与讨论37-43
• 3.3.1 KH550改性埃洛石复合材料的结构表征37-39
• 3.3.2 吸附剂初始浓度对镉离子吸附的影响39-40
• 3.3.3 时间对镉离子的吸附影响及其动力学特征40
• 3.3.4 pH值对镉离子吸附的影响40-41
• 3.3.5 温度对镉离子吸附的影响41-43
• 3.3.6 HNTs-KH550对镉离子的吸附热力学特征43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 二氧化钛/埃洛石的制备及其对苯酚的吸附降解性能研究45-51
• 4.1 实验材料45-46
• 4.1.1 实验原料与试剂45
• 4.1.2 实验仪器及设备45-46
• 4.2 吸附降解实验方法46
• 4.2.1 埃洛石载体的纯化46
• 4.2.2 二氧化钛/埃洛石复合材料的制备46
• 4.2.3 吸附降解实验过程46
• 4.3 材料表征46-48
• 4.3.1 HNTs-TiO_2复合材料的TEM分析47
• 4.3.2 HNTs-TiO_2复合材料的FT-IR分析47-48
• 4.3.3 HNTs-TiO_2复合材料的XRD分析48
• 4.4 HNTs-TiO_2对苯酚的吸附-降解性能48-50
• 4.4.1 时间的影响因素48-49
• 4.4.2 吸附剂浓度的影响49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 结论和展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 研究展望52-53
• 参考文献53-58
• 致谢58-59
• 附录59

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