本文關(guān)鍵詞：Mg-Al類水滑石同步去除亞氯酸鹽、氯酸鹽的試驗(yàn)研究

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【摘要】：飲用水的安全與人們的生活息息相關(guān),二氧化氯(ClO_2)作為第四代飲用水消毒劑,具有高效、低毒、廣譜、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),但不容忽視的是消毒過程中會(huì)產(chǎn)生對(duì)人們健康造成威脅的無機(jī)消毒副產(chǎn)物亞氯酸鹽(ClO_2~-)和氯酸鹽(ClO_3~-),國(guó)際癌癥研究中心將亞氯酸鹽列為致癌物,氯酸鹽列為中等毒性化合物,《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中也規(guī)定亞氯酸鹽、氯酸鹽的限量均為0.7mg/L。針對(duì)現(xiàn)有亞氯酸鹽和氯酸鹽去除技術(shù)有限,且均存在一定的不足點(diǎn),本文主要進(jìn)行了Mg-Al類水滑石及其焙燒產(chǎn)物去除亞氯酸鹽和氯酸鹽的試驗(yàn)研究。利用共沉淀水熱晶化合成法制備了不同金屬組成及金屬原子比的Mg-Al,Zn-Al及Mg-Fe類水滑石,并在不同的焙燒溫度下獲得其焙燒產(chǎn)物。再通過X射線衍射(XRD)、比表面積測(cè)定(BET)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)等方法對(duì)制備樣品的層間結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、表面性質(zhì)、形貌粒徑等進(jìn)行表征。然后研究了不同金屬組成和金屬原子比的類水滑石在不同焙燒溫度下去除亞氯酸鹽和氯酸鹽的效果,結(jié)果表明,焙燒溫度為500℃,金屬原子比為2時(shí)類水滑石吸附效果更好,Mg-Al和Mg-Fe類水滑石吸附能力相差不多,并且都優(yōu)于Zn-Al類水滑石的吸附性能。在此基礎(chǔ)上,以2Mg-AlC-500為吸附劑,考察接觸時(shí)間、吸附劑投量、初始pH值、初始濃度、水中共存陰離子等因素對(duì)其去除亞氯酸鹽、氯酸鹽效果的影響,并考察了吸附劑的再生性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明在25℃,pH為7.0,投加量0.8g/L,ClO_2~-、ClO_3~-初始濃度均為10mg/L的條件下,反應(yīng)平衡時(shí)亞氯酸鹽和氯酸鹽的最大去除率分別為99%,90%。此外,動(dòng)力學(xué)研究表明2Mg-AlC-500對(duì)亞氯酸鹽和氯酸鹽的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,而熱力學(xué)研究則表明Langmuir吸附公式更適用于描述2Mg-AlC-500對(duì)亞氯酸鹽和氯酸鹽的吸附過程,且熱力學(xué)參數(shù)說明2Mg-AlC-500吸附亞氯酸鹽和氯酸鹽的行為是自發(fā)產(chǎn)生的放熱過程。
【關(guān)鍵詞】：類水滑石 吸附 焙燒 亞氯酸鹽 氯酸鹽
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU991.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 類水滑石概述9-15
• 1.1.1 類水滑石的結(jié)構(gòu)與組成9-10
• 1.1.2 類水滑石的制備方法10-11
• 1.1.3 類水滑石的性質(zhì)11-13
• 1.1.4 類水滑石的主要應(yīng)用13-15
• 1.2 亞氯酸鹽和氯酸鹽的來源和危害15-19
• 1.2.1 飲用水消毒技術(shù)現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 亞氯酸鹽和氯酸鹽的來源16-17
• 1.2.3 亞氯酸鹽和氯酸鹽的污染現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 亞氯酸鹽和氯酸鹽的毒性18-19
• 1.3 亞氯酸鹽和氯酸鹽的去除方法19-20
• 1.3.1 活性炭吸附法19-20
• 1.3.2 臭氧氧化法20
• 1.3.3 硫化物還原法20
• 1.3.4 亞鐵鹽還原法20
• 1.4 論文的選題思路和主要內(nèi)容20-24
• 1.4.1 論文的選題思路20-21
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.4.3 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備24-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法25-26
• 2.3.1 ClO_2~-、ClO_3~-的測(cè)定方法25
• 2.3.2 類水滑石的制備和表征25-26
• 2.4 吸附實(shí)驗(yàn)26-30
• 2.4.1 金屬原子比及金屬組成對(duì)吸附效果的影響26-27
• 2.4.2 焙燒溫度對(duì)吸附效果的影響27
• 2.4.3 接觸時(shí)間對(duì)吸附效果的影響27
• 2.4.4 吸附劑投量對(duì)吸附效果的影響27
• 2.4.5 初始pH值對(duì)吸附效果的影響27-28
• 2.4.6 初始濃度對(duì)吸附效果的影響28
• 2.4.7 水中共存陰離子對(duì)吸附效果的影響28
• 2.4.8 吸附劑再生性及穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)28
• 2.4.9 吸附動(dòng)力學(xué)的研究28-29
• 2.4.10 吸附等溫線的研究29-30
• 第3章 類水滑石同步去除ClO_2~-、ClO_3~-的吸附實(shí)驗(yàn)研究30-45
• 3.1 金屬原子比及金屬組成對(duì)吸附效果的影響30-32
• 3.2 焙燒溫度對(duì)吸附效果的影響32-34
• 3.3 接觸時(shí)間對(duì)吸附效果的影響34-36
• 3.4 投量對(duì)吸附效果的影響36-37
• 3.5 pH對(duì)吸附效果的影響37-39
• 3.6 初始濃度對(duì)吸附效果的影響39-40
• 3.7 共存陰離子對(duì)吸附效果的影響40-41
• 3.8 吸附再生性及穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)41-43
• 3.9 本章小結(jié)43-45
• 第4章 類水滑石同步去除ClO_2~-、ClO_3~-的吸附機(jī)理研究45-60
• 4.1 材料表征與分析45-50
• 4.1.1 X射線衍射分析45-46
• 4.1.2 ICP-MS和比表面積分析46-48
• 4.1.3 傅里葉紅外光譜分析48-49
• 4.1.4 掃描電鏡分析49-50
• 4.2 速率控制步分析50-52
• 4.3 吸附動(dòng)力學(xué)分析52-54
• 4.4 吸附等溫線分析54-57
• 4.5 吸附熱力學(xué)分析57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 第5章 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間所取得的科研成果67-68
• 致謝68

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本文編號(hào)：692755