Ca/Mg与焦磷酸盐在铁相表面的微观作用机制
发布时间：2024-03-26 18:33
在Ca/Fe-Cl LDH去除焦磷酸盐(Pyrophosphate, PP)过程中，大量的Ca被释放出与PP形成沉淀，而固体中残留的Ca对PP去除的作用不明确。针对这一问题，本课题研究了Ca2+对铁相(无定型氢氧化铁(Amorphous Ferric Hydroxide, AFH)、针铁矿(Goethite,G))去除PP的作用机制及掺杂Ca后针铁矿去除PP的机制进行了深入的研究。考虑到Ca水合离子半径大且Ca-PP沉淀作用比较强，不易于接近固体表面，又进一步研究了Mg2+对针铁矿去除PP的作用机制。结合Ca2+/Mg2+对铁矿去除PP机制的分析，基本弄清了铁矿表面上的表面络合作用与沉淀作用，为解释Ca/Fe-Cl LDH去除PP机制提供理论基础。研究结果如下： Ca2+促进AFH去除PP，主要归因于AFH表面上Ca-PP络合作用(≡FeOCa-PP)与Ca-PP沉淀作用，且≡FeOCa-PP与Ca-PP沉淀均依赖于溶液的pH：pH<7.5时，AFH表面上发生≡FeOCa...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 焦磷酸盐(PP)的来源与特性
1.1.1 PP 的来源与危害
1.1.2 PP 的结构与特性
1.2 PP 去除技术
1.3 金属离子/含氧酸根离子在固/液界面的微观研究
1.3.1 阴离子在固体表面的吸附机制
1.3.2 阴/阳离子在固体表面的吸附机制
1.3.3 阳离子改性后固体表面的吸附机制
1.4 提出问题
1.4.1 层状双金属氢氧化物(LDH)去除阴离子的研究
1.4.2 铁矿表面上 Ca/Mg 离子与 PP 微观作用机制问题的提出
1.5 选题目的与意义
1.6 技术路线、研究方法与创新点
1.6.1 技术路线
1.6.2 研究方法
1.6.3 创新点
第二章 材料制备与实验方法
2.1 主要试剂和仪器设备
2.1.1 主要试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料制备
2.2.1 针铁矿的制备
2.2.2 掺杂不同 Mg 含量后针铁矿的制备
2.2.3 掺杂不同 Ca 含量后针铁矿的制备
2.2.4 Ca2Fe-LDH 的制备
2.3 实验方法
2.3.1 Ca 对无定型氢氧化铁(AFH)去除焦磷酸盐(PP)的作用
2.3.2 Ca、Mg 对针铁矿(G)去除焦磷酸盐(PP)的作用
2.3.3 掺杂 Ca/Mg 后针铁矿(Ca-/Mg-G)去除 PP
2.3.4 Ca2Fe-LDH 去除焦磷酸盐(PP)的机制
2.3.5 固体水解
2.4 组分测定与结构表征
2.4.1 化学组成测定
2.4.2 结构表征
第三章 Ca 与 PP 在 AFH 表面上的作用机制
3.1 无定型氢氧化铁(AFH)表面特性的表征
3.2 Ca 对 AFH 去除 PP 量的影响
3.3 去除 PP 时 Ca 浓度的变化
3.4 三体系 Ca 去除量变化的比较
3.5 AFH 表面 Ca 与 PP 的作用
3.6 小结
第四章 Ca/Mg 与 PP 在针铁矿表面上的作用机制
4.1 Ca/Mg 离子对针铁矿去除焦磷酸盐(PP)的影响
4.2 去除 PP 时三体系中 Mg 浓度变化
4.3 去除 PP 时三体系中 Ca 浓度变化
4.4 针铁矿表面 Ca/Mg 阳离子与 PP 的作用
4.5 小结
第五章 Ca/Mg 改性氢氧化铁的结构性质研究
5.1 Ca 改性氢氧化铁
5.2 Mg 改性氢氧化铁
5.3 小结
第六章 Ca/Mg 改性针铁矿(Ca-/Mg-G)去除 PP 的机制
6.1 Ca-/Mg-G 的组分分析
6.1.1 Ca-/Mg-G 的组分分析
6.1.2 Ca-/Mg-G 的结构表征
6.2 Ca-G 与 Ca2+-G 去除 PP 的比较
6.2.1 PP 去除量
6.2.2 溶液中 Ca 浓度变化
6.3 Mg-G 与 Mg2+-G 去除 PP 的比较
6.3.1 PP 去除量
6.3.2 溶液中 Mg 浓度变化
6.3.3 zeta 电位分析
6.4 拉曼光谱分析
6.4.1 Mg-G 与 Mg2+-G 去除 PP 前后产物的拉曼光谱分析
6.4.2 Ca-G 与 Ca2+-G 去除 PP 前后产物的拉曼光谱分析
6.4 小结
第七章 Ca-Fe LDH 去除 PP 的机制
7.1 LDH 的理化性质
7.2 PP 去除过程
7.2.1 PP 去除
7.2.2 PP 浓度对 PP 去除后 Ca 浓度的影响
7.3 PP 去除后产物的表征
7.3.1 XRD
7.3.2 SEM
7.4 LDH 去除 PP 机制的探讨
7.5 小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文、专利和参与项目
致谢
附录 1
附录 2
本文编号：3939508
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 焦磷酸盐(PP)的来源与特性
1.1.1 PP 的来源与危害
1.1.2 PP 的结构与特性
1.2 PP 去除技术
1.3 金属离子/含氧酸根离子在固/液界面的微观研究
1.3.1 阴离子在固体表面的吸附机制
1.3.2 阴/阳离子在固体表面的吸附机制
1.3.3 阳离子改性后固体表面的吸附机制
1.4 提出问题
1.4.1 层状双金属氢氧化物(LDH)去除阴离子的研究
1.4.2 铁矿表面上 Ca/Mg 离子与 PP 微观作用机制问题的提出
1.5 选题目的与意义
1.6 技术路线、研究方法与创新点
1.6.1 技术路线
1.6.2 研究方法
1.6.3 创新点
第二章 材料制备与实验方法
2.1 主要试剂和仪器设备
2.1.1 主要试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 材料制备
2.2.1 针铁矿的制备
2.2.2 掺杂不同 Mg 含量后针铁矿的制备
2.2.3 掺杂不同 Ca 含量后针铁矿的制备
2.2.4 Ca2Fe-LDH 的制备
2.3 实验方法
2.3.1 Ca 对无定型氢氧化铁(AFH)去除焦磷酸盐(PP)的作用
2.3.2 Ca、Mg 对针铁矿(G)去除焦磷酸盐(PP)的作用
2.3.3 掺杂 Ca/Mg 后针铁矿(Ca-/Mg-G)去除 PP
2.3.4 Ca2Fe-LDH 去除焦磷酸盐(PP)的机制
2.3.5 固体水解
2.4 组分测定与结构表征
2.4.1 化学组成测定
2.4.2 结构表征
第三章 Ca 与 PP 在 AFH 表面上的作用机制
3.1 无定型氢氧化铁(AFH)表面特性的表征
3.2 Ca 对 AFH 去除 PP 量的影响
3.3 去除 PP 时 Ca 浓度的变化
3.4 三体系 Ca 去除量变化的比较
3.5 AFH 表面 Ca 与 PP 的作用
3.6 小结
第四章 Ca/Mg 与 PP 在针铁矿表面上的作用机制
4.1 Ca/Mg 离子对针铁矿去除焦磷酸盐(PP)的影响
4.2 去除 PP 时三体系中 Mg 浓度变化
4.3 去除 PP 时三体系中 Ca 浓度变化
4.4 针铁矿表面 Ca/Mg 阳离子与 PP 的作用
4.5 小结
第五章 Ca/Mg 改性氢氧化铁的结构性质研究
5.1 Ca 改性氢氧化铁
5.2 Mg 改性氢氧化铁
5.3 小结
第六章 Ca/Mg 改性针铁矿(Ca-/Mg-G)去除 PP 的机制
6.1 Ca-/Mg-G 的组分分析
6.1.1 Ca-/Mg-G 的组分分析
6.1.2 Ca-/Mg-G 的结构表征
6.2 Ca-G 与 Ca2+-G 去除 PP 的比较
6.2.1 PP 去除量
6.2.2 溶液中 Ca 浓度变化
6.3 Mg-G 与 Mg2+-G 去除 PP 的比较
6.3.1 PP 去除量
6.3.2 溶液中 Mg 浓度变化
6.3.3 zeta 电位分析
6.4 拉曼光谱分析
6.4.1 Mg-G 与 Mg2+-G 去除 PP 前后产物的拉曼光谱分析
6.4.2 Ca-G 与 Ca2+-G 去除 PP 前后产物的拉曼光谱分析
6.4 小结
第七章 Ca-Fe LDH 去除 PP 的机制
7.1 LDH 的理化性质
7.2 PP 去除过程
7.2.1 PP 去除
7.2.2 PP 浓度对 PP 去除后 Ca 浓度的影响
7.3 PP 去除后产物的表征
7.3.1 XRD
7.3.2 SEM
7.4 LDH 去除 PP 机制的探讨
7.5 小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文、专利和参与项目
致谢
附录 1
附录 2
本文编号：3939508
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