本文關鍵詞：熱處理對蒙脫石鎖定陽離子的效果研究

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【摘要】：蒙脫石作為一種天然二維納米層狀礦物,擁有良好的吸附性能、巨大的理論比表面積和層結(jié)構(gòu)可膨脹的特性,是廢水中多種污染物的良好吸附材料,特別是對陽離子有很好的吸附效果。然而,如何合理的處理處置吸附了陽離子后的廢棄蒙脫石,迄今仍然缺乏足夠研究,這也限制了蒙脫石在實際污染控制中的應用。本研究選取了具有不同離子半徑的重金屬離子Cu2+和Cd2+,放射性核素Co2+和Sr2+(以穩(wěn)定同位素代替)以及易氧化的Cr3+作為目標污染物,探究了熱處理條件下重金屬和放射性核素陽離子在蒙脫石結(jié)構(gòu)內(nèi)的遷移規(guī)律和轉(zhuǎn)化機制,重點討論了熱處理過程中蒙脫石對吸附陽離子的鎖定效果。本研究獲得了以下結(jié)果：(1)探明了熱處理對蒙脫石鎖定重金屬陽離子Cu2+和Cd2+的效果,明確了陽離子的鎖定位點。Cu2+由于具有較小的離子半徑,在熱處理過程中可遷移到四面體片層的六方環(huán)孔洞和八面體片層的空位,因此Cu2+可以在較低加熱溫度下被很好的鎖定,如400Cu-Mt中僅有3.2%的Cu2+能夠被醋酸銨脫附；但對于大半徑的cd2+,由于無法遷移進入蒙脫石片層內(nèi),因此需要高溫(700℃)加熱才能將其較好的鎖定在蒙脫石片層之間。(2)于此同時,還證實在熱處理條件下,蒙脫石也可有效的鎖定吸附進入的放射性核素Co2+和Sr2+。Co2+的離子半徑較小,故在加熱過程中可遷移到蒙脫石的片層內(nèi),從而在較低溫度(400℃)時就能被較好的鎖定；但對于大半徑的Sr2+,則需要在高溫加熱(700℃)下對其的鎖定效果才較好。(3)探究了熱處理溫度對蒙脫石鎖定易氧化的Cr3+的效果影響。發(fā)現(xiàn)在空氣中熱處理時,Cr3+的鎖定效率隨著加熱溫度的升高呈現(xiàn)先增加后減少,再持續(xù)增加的趨勢。這主要是由于300℃時Cr3+發(fā)生氧化反應并形成Cr03,促進了Cr的脫附所致。隨著熱處理溫度的升高,造成層結(jié)構(gòu)的塌陷和破壞,以及Cr03分解為Cr203均使得Cr被很好的鎖定在片層內(nèi)。在氮氣中進行熱處理時,蒙脫石對Cr的鎖定效果隨溫度的升高而增加。
【關鍵詞】：蒙脫石 熱處理 陽離子 鎖定 脫附
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 蒙脫石9-12
• 1.1.1 晶體結(jié)構(gòu)與物化性質(zhì)9-11
• 1.1.2 環(huán)境污染控制應用11-12
• 1.2 熱處理對蒙脫石結(jié)構(gòu)與層間陽離子的影響12-16
• 1.2.1 熱處理對層間陽離子的遷移、轉(zhuǎn)化和鎖定影響13-14
• 1.2.2 熱處理對蒙脫石的結(jié)構(gòu)影響14-16
• 1.3 論文的研究目標與思路16-18
• 第二章 熱處理對蒙脫石鎖定重金屬Cu~(2+)/Cd~(2+)的效果18-30
• 2.1 實驗部分18-20
• 2.1.1 實驗試劑和儀器18-19
• 2.1.2 熱處理樣品的制備19
• 2.1.3 洗脫實驗19-20
• 2.1.4 結(jié)構(gòu)表征20
• 2.2 結(jié)果與討論20-29
• 2.2.1 熱處理產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征20-22
• 2.2.2 醋酸銨溶液的脫附研究22-25
• 2.2.3 鹽酸溶液的脫附研究25-29
• 2.3 小結(jié)29-30
• 第三章 熱處理對蒙脫石鎖定放射性核素Co~(2+)/Sr~(2+)的效果30-37
• 3.1 實驗部分30-32
• 3.1.1 實驗試劑和儀器30
• 3.1.2 熱處理樣品的制備30-31
• 3.1.3 洗脫實驗31
• 3.1.4 結(jié)構(gòu)表征31-32
• 3.2 結(jié)果與討論32-36
• 3.2.1 熱處理產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征32-33
• 3.2.2 醋酸銨溶液的脫附研究33-34
• 3.2.3 鹽酸溶液的脫附研究34-36
• 3.3 小結(jié)36-37
• 第四章 熱處理對蒙脫石鎖定易氧化Cr~(3+)的效果研究37-47
• 4.1 實驗部分37-39
• 4.1.1 實驗試劑和儀器37-38
• 4.1.2 熱處理產(chǎn)物的制備38
• 4.1.3 洗脫實驗38
• 4.1.4 結(jié)構(gòu)表征38-39
• 4.2 結(jié)果與討論39-46
• 4.2.1 Cr-Mt與熱處理產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)39-42
• 4.2.2 醋酸銨溶液的脫附研究42-44
• 4.2.3 鹽酸溶液的脫附研究44-46
• 4.3 小結(jié)46-47
• 第五章 研究結(jié)論、創(chuàng)新點與展望47-49
• 5.1 研究結(jié)論47-48
• 5.2 創(chuàng)新點48
• 5.3 展望48-49
• 參考文獻49-55
• 致謝55-56
• 攻讀碩士學位期間完成的學術論文與研究項目56

【參考文獻】

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本文編號：1119185