本文關(guān)鍵詞：蛭石改性方式對(duì)Hg~0吸附影響研究

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【摘要】：我國是世界上汞排放量最多的國家之一,而煤炭的燃燒是大氣汞污染的主要來源。單質(zhì)汞作為一種劇毒物質(zhì),因具有揮發(fā)性、持久性和生物積累性,被認(rèn)為是全球性的污染物,近年來受到極大的關(guān)注。本文在介紹國內(nèi)外單質(zhì)汞吸附控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,選取價(jià)格低廉、資源豐富的蛭石作為單質(zhì)汞吸附控制技術(shù)的研究材料,通過對(duì)蛭石進(jìn)行一系列的改性處理,并在密閉容器內(nèi)對(duì)飽和汞蒸氣進(jìn)行靜態(tài)吸附,探究蛭石改性方式對(duì)單質(zhì)汞吸附量的影響。首先對(duì)蛭石進(jìn)行膨脹改性,采用微波、煅燒、雙氧水和雙氧水/微波復(fù)合處理四種簡(jiǎn)單高效的膨脹方式對(duì)蛭石進(jìn)行膨脹改性。在本課題組原有研究基礎(chǔ)上優(yōu)化,確定最優(yōu)的膨脹條件:微波功率為高火,處理時(shí)間為1 min;馬弗爐煅燒溫度為1000℃,煅燒時(shí)間為1 min;雙氧水質(zhì)量濃度為20%,浸泡溫度60℃,浸泡時(shí)間3 h;微波/雙氧水復(fù)合處理中雙氧水質(zhì)量濃度20%,微波功率為高火,處理時(shí)間為3 min。這四種膨脹蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附結(jié)果表明,膨脹改性處理有利于蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附,尤其是微波膨脹蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附量最大,達(dá)到12 mg/g左右,且在相同實(shí)驗(yàn)條件下比粉末活性炭提高了22%。BET、TEM、SEM、XRD等表征分析表明,四種膨脹改性方式并未破壞蛭石結(jié)構(gòu),且隨著蛭石層間距離的增大,膨脹蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附性能也逐漸提高。為進(jìn)一步提高蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附量,使蛭石變成有許多孔洞的骨架,本文在微波膨脹蛭石的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行酸改性。首先根據(jù)吸附實(shí)驗(yàn)效果從鹽酸、硫酸、硝酸三種酸改性劑中篩選出較為合適的鹽酸溶液作為酸改性劑。根據(jù)對(duì)單質(zhì)汞的吸附效果,分別用單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了鹽酸改性蛭石的最佳制備條件:鹽酸濃度為2 mol/L,鹽酸溶液與膨脹蛭石的固液比1 g/25 m L,鹽酸改性溫度為70℃,靜置時(shí)間為2 h。在此實(shí)驗(yàn)條件下,鹽酸改性蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附量能達(dá)到30.74mg/g,相比微波膨脹蛭石,吸附量顯著提高。BET、XRF、XRD等表征分析顯示,鹽酸溶液并沒有破壞蛭石的結(jié)構(gòu),只是溶蝕出蛭石層間的部分有機(jī)及無機(jī)雜質(zhì),形成孔隙比較發(fā)達(dá)、比表面積較大的吸附材料,這些特征都有利于其對(duì)單質(zhì)汞的吸附。文章還選取Fe Cl_3、Cu Cl_2、Zn Cl_2、NH_4Cl和Na Cl五種氯化物無機(jī)改性劑以及鋅粉、硫粉改性劑對(duì)鹽酸改性蛭石進(jìn)行進(jìn)一步改性處理以提高蛭石的脫汞能力。對(duì)單質(zhì)汞的吸附結(jié)果顯示:在5種氯化物無機(jī)改性劑中,Fe Cl3改性蛭石對(duì)單質(zhì)汞的吸附效果較好,當(dāng)Fe Cl3負(fù)載量為5%時(shí),其對(duì)單質(zhì)汞的吸附量最大,為18.80 mg/g,但其對(duì)單質(zhì)汞的吸附速率較慢。鋅摻雜蛭石和硫負(fù)載蛭石均能夠給蛭石表面提供一定量的活性位點(diǎn)。經(jīng)研究可以看出,蛭石經(jīng)改性處理后對(duì)單質(zhì)汞的吸附性能有大幅提升,且蛭石價(jià)格成本較低,在工業(yè)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：蛭石 改性 單質(zhì)汞 吸附
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X773
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 研究背景10
• 1.2 汞的理化性質(zhì)10-11
• 1.3 大氣中汞的來源11
• 1.4 汞污染的危害11-12
• 1.5 單質(zhì)汞吸附控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.5.1 活性炭吸附劑12-13
• 1.5.2 飛灰吸附劑13-14
• 1.5.3 金屬類吸附劑14
• 1.5.4 鈣基類吸附劑14-15
• 1.5.5 礦物類吸附劑15-16
• 1.6 蛭石簡(jiǎn)介16-17
• 1.6.1 蛭石的理化性質(zhì)16
• 1.6.2 蛭石的資源現(xiàn)狀16
• 1.6.3 蛭石的應(yīng)用16-17
• 1.7 蛭石的改性17-19
• 1.7.1 膨脹改性17-18
• 1.7.2 酸化改性18
• 1.7.3 有機(jī)插層改性18-19
• 1.8 蛭石在單質(zhì)汞吸附控制方面的應(yīng)用前景19
• 1.9 本文研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 實(shí)驗(yàn)器材與方法21-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器設(shè)備21-22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)分析方法22
• 2.2.1 膨脹倍數(shù)檢測(cè)22
• 2.2.2 吸附量的檢測(cè)22
• 2.3 吸附劑的制備方法22
• 2.4 樣品表征手段22-24
• 2.4.1 比表面積分析22-23
• 2.4.2 X-射線衍射分析23
• 2.4.3 掃描電鏡分析23
• 2.4.4 透射電鏡分析23
• 2.4.5 X-射線熒光光譜分析23
• 2.4.6 X-射線光電子能譜分析23-24
• 第三章 膨脹改性蛭石脫汞的實(shí)驗(yàn)研究24-30
• 3.1 引言24
• 3.2 吸附劑的制備24-25
• 3.3 結(jié)果與討論25-26
• 3.3.1 膨脹改性方式對(duì)蛭石膨脹度的影響25
• 3.3.2 膨脹改性方式對(duì)單質(zhì)汞吸附影響研究25-26
• 3.4 膨脹蛭石的表征分析26-29
• 3.4.1 SEM表征分析26-27
• 3.4.2 BET表征分析27
• 3.4.3 XRD表征分析27-28
• 3.4.4 TEM表征分析28-29
• 3.5 本章小結(jié)29-30
• 第四章 酸改性蛭石吸附汞的實(shí)驗(yàn)性能研究30-40
• 4.1 引言30
• 4.2 吸附劑的制備30
• 4.3 結(jié)果與討論30-35
• 4.3.1 酸種類對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響30-31
• 4.3.2 鹽酸濃度對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響31-32
• 4.3.3 鹽酸改性過程中固液比對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響32
• 4.3.4 鹽酸改性過程中處理溫度對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響32-33
• 4.3.5 鹽酸改性過程中處理時(shí)間對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響33-34
• 4.3.6 鹽酸改性過程中蛭石細(xì)度對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響34
• 4.3.7 正交實(shí)驗(yàn)34-35
• 4.4 酸改性蛭石的表征分析35-39
• 4.4.1 XRD表征分析35-36
• 4.4.2 BET表征分析36-37
• 4.4.3 XRF表征分析37-38
• 4.4.4 形貌表征分析38-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 第五章 無機(jī)改性蛭石吸附汞的實(shí)驗(yàn)研究40-47
• 5.1 引言40
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法40-41
• 5.2.1 吸附劑的制備40-41
• 5.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)定量方法41
• 5.3 結(jié)果與討論41-45
• 5.3.1 氯化物種類對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響41-42
• 5.3.2 FeCl_3負(fù)載量對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響42-43
• 5.3.3 FeCl_3改性蛭石對(duì)單質(zhì)汞吸附速率的研究43
• 5.3.4 鋅粉改性蛭石的質(zhì)量比對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響43-44
• 5.3.5 硫粉改性蛭石的質(zhì)量比對(duì)單質(zhì)汞吸附性能的影響44
• 5.3.6 鋅粉改性蛭石對(duì)單質(zhì)汞吸附速率的研究44-45
• 5.4 無機(jī)改性蛭石的表征分析45-46
• 5.4.1 SEM表征分析45-46
• 5.5 本章小結(jié)46-47
• 第六章 結(jié)論與展望47-48
• 6.1 結(jié)論47
• 6.2 展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-53
• 致謝53-54
• 作者 簡(jiǎn)介54-55
• 附件55

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉盛余;能子禮超;劉沛;曲兵;楊迎春;;高錳酸鉀氧化吸收煙氣中單質(zhì)汞的研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2011年07期

2 魏春梅;谷晉川;王晨麗;;飛灰吸附燃煤煙氣中單質(zhì)汞的研究進(jìn)展[J];重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版);2014年05期

3 王建英;馬麗萍;賀克雕;;吸附劑控制單質(zhì)汞的研究[J];電力環(huán)境保護(hù);2007年06期

4 林文鋒;張斌;侯文慧;周強(qiáng);楊宏e，

本文編號(hào)：924111