托贝莫来石的改性及对染料废水的吸附应用研究

发布时间：2024-03-11 03:50

　　本课题以制备的托贝莫来石(Tobermorite,简称TOB)为研究对象,通过无机改性(热活化改性、酸化改性)、有机改性(有机表面活性剂的改性)及有机-无机复合改性的方法,制备出改性TOB材料。研究了改性材料的形成机制、结构形貌变化。利用改性材料吸附工业废水中的有机染料,并分析吸附机理。以生石灰和高纯石英粉为原料,通过水热合成法在205℃、1.6MPa条件下制备出结晶良好的TOB。并通过300℃、500℃和700℃高温活化处理,获得晶体结构有序度下降的热活化改性托贝莫来石(300HTOB、500HTOB和700HTOB),热活化使托贝莫来石具有选择性溶解特性。用不同浓度的稀盐酸对热活化后的托贝莫来石进行酸化改性,制备出盐酸改性的托贝莫来石(300AHTOB、500AHTOB和700AHTOB)。微观形貌分析表明,热活化及酸化处理之后,TOB的长片状形貌逐渐断裂成短片状形貌。比表面积及孔径分布测试分析,300AHTOB的比表面积最大,达到570.25m²/g,相比于未改性的TOB,比表面积提高3-4倍。用300AHTOB对三种阳离子染料亚甲基蓝(MB)、碱性红2(S...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 水污染研究现状
    1.2 水处理技术及吸附剂的应用
    1.3 托贝莫来石材料
        1.3.1 托贝莫来石的研究背景
        1.3.2 托贝莫来石的高温相变及活化机制
        1.3.3 托贝莫来石的合成
    1.4 课题研究内容及意义
2 原材料、实验仪器、测试方法及表征
    2.1 实验材料、仪器和TOB的制备
        2.1.1 实验材料和仪器
        2.1.2 托贝莫来石的合成
    2.2 托贝莫来石的无机改性
        2.2.1 热活化改性
        2.2.2 酸化改性
    2.3 有机改性
    2.4 有机-无机复合改性
    2.5 有机染料的吸附
        2.5.1 有机染料溶液标准曲线的绘制
        2.5.2 实验数据的分析及计算方法
    2.6 吸附计算模型
        2.6.1 等温吸附模型的研究
        2.6.2 吸附动力学模型的研究
    2.7 材料表征
        2.7.1 X-射线衍射
        2.7.2 傅里叶红外光谱分析
        2.7.3 场发射扫描电子显微镜
        2.7.4 比表面积及孔径分析
        2.7.5 场发射透射电子显微镜
        2.7.6 Zata电位值测试分析
3 无机改性TOB前后结构形貌的表征分析
    3.1 XRD分析
    3.2 热活化TOB孔结构变化规律
    3.3 盐酸改性热活化TOB的孔结构变化规律
    3.4 Zeta电位值测定
    3.5 SEM形貌分析
    3.6 TEM形貌分析
    3.7 TOB活化改性机制分析
    3.8 本章小结
4 无机改性TOB对亚甲基蓝、碱性红2 和结晶紫的吸附研究
    4.1 无机改性TOB对亚甲基蓝(MB)的吸附
        4.1.1 吸附剂和吸附质材料
        4.1.2 吸附剂的加入量对吸附性能的影响
        4.1.3 不同初始浓度MB对吸附性能的影响
        4.1.4 外界条件对吸附性能的影响
        4.1.5 300AHTOB对 MB的等温吸附模型研究
        4.1.6 300AHTOB对 MB的吸附动力学研究
    4.2 无机改性TOB对碱性红2(ST)的吸附
        4.2.1 吸附剂和吸附质材料
        4.2.2 吸附剂的加入量对吸附性能的影响
        4.2.3 不同初始浓度ST对吸附性能的影响
        4.2.4 外界条件对吸附性能的影响
        4.2.5 300AHTOB对 ST的等温吸附模型研究
        4.2.6 300AHTOB对 ST的吸附动力学研究
    4.3 无机改性TOB对结晶紫(CV)的吸附
        4.3.1 吸附剂和吸附质材料
        4.3.2 吸附剂的加入量对吸附性能的影响
        4.3.3 不同初始浓度CV对吸附性能的影响
        4.3.4 外界条件对吸附性能的影响
        4.3.5 300AHTOB对 CV的等温吸附模型研究
        4.3.6 300AHTOB对 CV的吸附动力学研究
    4.4 300AHTOB对三种有机染料的吸附机理探究
    4.5 改性托贝莫来石的再生吸附
    4.6 本章小结
5 有机改性TOB对甲基橙的吸附研究
    5.1 实验材料制备
    5.2 表面活性剂的掺加量对吸附MO的影响
    5.3 有机改性TOB结构形貌的表征分析
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 TOB有机改性前后红外光谱分析
        5.3.3 比表面积及孔径测试分析
        5.3.4 TOB有机改性后的SEM及 TEM形貌分析
    5.4 O-TOB对甲基橙吸附研究与分析
        5.4.1 吸附剂的加入量对MO吸附性能的影响
        5.4.2 不同初始浓度MO对吸附性能的影响
        5.4.3 外界条件对吸附性能的影响
        5.4.4 O-TOB对 MO的等温吸附模型研究
        5.4.5 O-TOB对 MO的吸附动力学研究
        5.4.6 O-TOB对 MO的吸附机理分析
    5.5 本章小结
6 有机-无机复合改性TOB对罗丹明B的吸附研究
    6.1 无机改性对RhB的吸附效果研究
        6.1.1 RhB溶液的标准曲线
    6.2 实验材料制备
        6.2.1 有机改性材料的制备
        6.2.2 有机-无机复合改性材料的制备
    6.3 表面活性剂用量对RhB吸附性能的影响
        6.3.1 表面活性剂与TOB不同比例对吸附性能的影响
        6.3.2 表面活性剂与300HTOB不同比例对吸附性能的影响
        6.3.3 表面活性剂与300AHTOB不同比例对吸附性能的影响
    6.4 不同有机改性材料的加入量对RhB吸附性能的影响
    6.5 300AHTOB有机改性后结构形貌分析
        6.5.1 XRD分析
        6.5.2 红外光谱分析
        6.5.3 比表面积及孔径分析
        6.5.4 SEM及 TEM形貌分析
    6.6 不同的浓度对RhB吸附性能的影响
    6.7 外界条件对吸附性能的影响
        6.7.1 溶液pH及温度对吸附性能的影响
        6.7.2 震荡时间对吸附性能的影响
    6.8 O-300AHTOB对 RhB的等温吸附模型研究
    6.9 O-300AHTOB对 RhB的吸附动力学研究
    6.10 O-300AHTOB对 RhB的吸附机理探究
    6.11 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3925780