【摘要】：飲水安全是我國(guó)重要的民生問(wèn)題。我國(guó)部分地區(qū)地下水氟、砷污染嚴(yán)重,嚴(yán)重的威脅到附近居民的生命安全。比較國(guó)內(nèi)外的各種水體中氟、砷的去除方法,發(fā)現(xiàn)吸附法可以有效的降低水中的氟、砷含量,且不造成二次污染。本研究以內(nèi)蒙古烏海地區(qū)煤矸石為原料合成A型沸石,并對(duì)模擬含氟、砷廢水進(jìn)行吸附試驗(yàn)。研究了煤矸石合成A型沸石的最佳合成條件,并對(duì)A型沸石進(jìn)行表征分析。將在最佳條件下合成的A型沸石對(duì)模擬含氟、砷廢水進(jìn)行吸附研究,探究各因素對(duì)吸附試驗(yàn)的影響,并運(yùn)用吸附動(dòng)力學(xué)模型、等溫吸附模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,探討吸附機(jī)理,具體結(jié)論如下:(1)以內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海地區(qū)煤矸石為原料制備A型沸石的制備流程:煤矸石破碎,過(guò)100目篩,在900℃下焙燒2 h,調(diào)節(jié)n(Na_2O):n(SiO_2)=1.5,n(SiO_2):n(Al_2O_3)=2,置于磁力攪拌器上,50℃下陳化1h,將上層清液倒入反應(yīng)釜,放入干燥箱中,于100℃下晶化7 h,水洗至中性,烘干。(2)XRD、SEM分析說(shuō)明產(chǎn)物為A型沸石,且所合成A型沸石結(jié)晶度高、表面光滑、棱角分明為正六面體晶體。BET分析說(shuō)明A型沸石的比表面積較大,為5.499 m~2/g,孔徑分布在0.4~0.8 nm之間,屬于微孔材料。(3)A型沸石對(duì)模擬含氟廢水的最佳吸附條件:在室溫下,于初始濃度為10 mg/g的模擬含氟廢水中加入0.1 g A型沸石,調(diào)節(jié)振蕩頻率為160r/min,振蕩1h,結(jié)果表明:A型沸石對(duì)模擬含氟廢水的去除率和吸附量分別為94.85%、4.74 mg/g。(4)A型沸石對(duì)模擬含砷廢水的最佳吸附條件:在室溫下,于初始濃度為35 mg/g,pH為5的模擬含砷廢水中加入0.2 g A型沸石,調(diào)節(jié)振蕩頻率為180 r/min,振蕩1 h,結(jié)果表明:A型廢水對(duì)模擬含砷廢水的去除率和吸附量分別為88.96%、7.78 mg/g。(5)A型沸石對(duì)模擬含氟、砷廢水均有很快的吸附速率,其吸附反應(yīng)分別在60 min和120 min時(shí)達(dá)到平衡。吸附過(guò)程均可以用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合,并且達(dá)到了極顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.9999和0.9994,說(shuō)明準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以很好的描述A型沸石對(duì)模擬含氟、砷廢水的吸附過(guò)程,主要以化學(xué)吸附為主。顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合說(shuō)明A型沸石對(duì)模擬含氟、砷廢水的吸附是由顆粒內(nèi)擴(kuò)散和表面吸附共同作用的結(jié)果。(6)運(yùn)用Langmuir和Freundlich模型擬合吸附等溫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)果表明,Langmuir模型可以更好的描述A型沸石對(duì)模擬含氟、砷廢水的吸附過(guò)程,其相關(guān)系數(shù)分別為0.9994和0.9876,說(shuō)明主要是單分子層吸附。Langmuir模型中的R_L和Freundlich中的1/n均用來(lái)描述反應(yīng)進(jìn)行的難易程度。A型沸石對(duì)模擬含氟、砷廢水的R_L分別在0.0075~0.0399和0.0001~0.0008的范圍內(nèi),1/n值分別為0.8102和0.6403,表明A型沸石對(duì)模擬含氟、砷廢水的吸附容易進(jìn)行。D-R模型擬合說(shuō)明吸附過(guò)程中既有物理吸附也有化學(xué)吸附,主要以化學(xué)吸附為主。(7)吸附飽和后的沸石經(jīng)過(guò)再生處理,至少可以循環(huán)使用三次,且再生率均在80%以上,首次再生率為98%。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653003