本文選題：粘土 + 改性　； 參考：《東華大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：重金屬與人類社會的發(fā)展和進步息息相關(guān),并已廣泛應(yīng)用在電氣、輕工、機械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域,同時也造成了越來越嚴(yán)重的重金屬污染。被重金屬污染的廢水和地表水是全世界的環(huán)境難題。吸附法因其簡單、方便和高的去除率被認為是一種最常用去除重金屬的方法。本文以蒙脫土、埃洛石為材料,通過不同的改性方法,制備了一系列重金屬離子吸附劑,并就其對水溶液中重金屬離子的吸附行為進行了系統(tǒng)的研究,研究結(jié)果如下:(1)采用水熱碳化法制得的蒙脫土@碳(MMT@C)復(fù)合材料,考察了不同碳源量對吸附效果的影響,并對吸附量最大的MMT/C進行氨基化、羧基化和羥基化改性。采用ATR-FTIR、XRD、比表面積與孔徑分布、Zeta電位、SEM等分析方法比較蒙脫土改性前后的結(jié)構(gòu)變化,表征結(jié)果證明蒙脫土被改性成功,同時也成功進行了吸附劑的官能團化。通過在相同條件下對溶液中Pb(II)的吸附,評價了不同吸附劑的吸附性能,其中羧基化MMT/C羥基化MMT/C氨基化MMT/CMMT/C。研究了溶液pH值,反應(yīng)溫度、時間、Pb(II)的初始濃度等參數(shù)對羧基化MMT/C吸附性能的影響,結(jié)果表明,吸附過程符合Langmuir等溫線,最大吸附容量為247.85 mg/g;羧基化MMT/C對水中Pb(II)的吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型,吸附過程為化學(xué)吸附,同時熱力學(xué)參數(shù)說明該過程屬于自發(fā)的、放熱反應(yīng)。羧基化MMT/C表面的-COOH與Pb(II)的絡(luò)合作用對Pb(II)的去除起主要作用。(2)通過原位生長法在埃洛石表面合成四氧化三鐵顆粒,然后用四種不同的硅烷偶聯(lián)劑對其改性得到新的吸附劑。制備的吸附劑通過TEM、XRD、TGA、ATR-FTIR光譜儀、BET、振動樣品磁強計(VSM)和Zeta電位表征,結(jié)果表明Fe3O4納米顆粒已經(jīng)固定在了埃洛石管壁上,而且硅烷偶聯(lián)劑也成功嫁接到了埃洛石表面。在四種吸附劑中,苯胺甲基三乙氧基硅烷(KH-42)改性的埃洛石/四氧化三鐵(m-HNTs/Fe3O4)無論吸附單溶質(zhì)的Cr(VI)溶液還是共吸附雙溶質(zhì)的Cr(VI)和Sb(V)溶液,都具有最好的吸附效果。而且在有Cr(VI)存在的情況下,吸附劑對Sb(V)去除率由單溶質(zhì)系統(tǒng)的67.0%提高到雙溶質(zhì)系統(tǒng)中的98.9%,說明Cr(VI)的存在促進了吸附劑對Sb(V)的吸附。ATR-FTIR和XPS的結(jié)果表明:當(dāng)吸附單溶質(zhì)Cr(VI)時,N O Cr鍵被形成在吸附劑表面;而Cr O Sb存在于雙溶質(zhì)系統(tǒng)中,這有助于產(chǎn)生協(xié)同促進作用在同時吸附Cr(VI)和Sb(V)時。
[Abstract]:Heavy metals are closely related to the development and progress of human society, and have been widely used in electrical, light industry, mechanical manufacturing, construction industry, national defense industry and other fields, but also caused more and more serious heavy metal pollution. Wastewater and surface water polluted by heavy metals are environmental problems all over the world. Because of its simplicity, convenience and high removal efficiency, adsorption method is considered to be the most commonly used method to remove heavy metals. In this paper, a series of heavy metal ion adsorbents were prepared by using montmorillonite and aloxite as materials, and the adsorption behavior of heavy metal ions in aqueous solution was systematically studied. The results are as follows: (1) the effects of different carbon sources on the adsorption of MMT / C composites prepared by hydrothermal carbonization were investigated, and the most adsorbed MMT / C was modified by amination, carboxylation and hydroxylation. The structural changes of montmorillonite before and after modified montmorillonite were compared by means of ATR-FTIRN XRD, specific surface area and pore size distribution and Zeta potential SEM. The characterization results showed that montmorillonite was successfully modified and the functional groups of adsorbent were also successfully carried out. The adsorption properties of different adsorbents were evaluated by the adsorption of Pb (II) in solution under the same conditions, in which carboxyl MMT / C hydroxylated MMT / C amino MMT / CMMT / C was obtained. The effects of pH, reaction temperature and initial concentration of Pb (II) on the adsorption properties of carboxylated MMT / C were studied. The results showed that the adsorption process was in accordance with Langmuir isotherm. The maximum adsorption capacity is 247.85 mg / g. The adsorption of Pb (II) in water by carboxylated MMT / C accords with the quasi-second-order kinetic model. The adsorption process is chemisorbed, and the thermodynamic parameters indicate that the adsorption is spontaneous and exothermic. The complexation of -COOH and Pb (II) on the surface of carboxylated MMT-C plays a major role in the removal of Pb (II). (2) Fe _ 2O _ 3 particles were synthesized on the surface of Ellosite by in-situ growth, and then modified with four different silane coupling agents to obtain a new adsorbent. The prepared adsorbents were characterized by TGAATR-FTIR spectrometer, vibratory sample magnetometer (VSM) and Zeta potential. The results show that Fe _ 3O _ 4 nanoparticles have been immobilized on the wall of Elosterite tube, and the silane coupling agent has been successfully grafted onto the surface of Elosterite. Among the four adsorbents, aniline methyl triethoxy silane (KH-42) modified Elomite / ferric oxide (m-HNTs / Fe3O4) has the best adsorption effect, either in Cr (VI) solution of monosolute or in Cr (VI) and SB (V) solution of double solute. And in the presence of Cr (VI), The removal rate of SB (V) by adsorbent increased from 67.0% in monosolone system to 98.9% in double solute system, indicating that Cr (VI) promoted the adsorption of SB (V) by Cr (VI). The results of ATR-FTIR and XPS showed that the N O Cr bond was formed on the adsorbent surface when the adsorbent adsorbed Cr (VI). However, the presence of Cr O O Sb in the double solute system contributes to the synergistic effect when Cr (VI) and SB (V) are adsorbed at the same time.
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB33;X703

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本文編號：2083968