我國(guó)水體受到污染越來越嚴(yán)重,尤其是重金屬的污染危害更是日益加劇,嚴(yán)重危害人類以及水體生物生存。由于重金屬離子的難降解性和沉積性,一般比較難以處理,吸附法是一種既經(jīng)濟(jì)又高效的的治理重金屬離子的方法。在自然界中,天然的高嶺石礦物具有比表面積大,表面活性吸附位點(diǎn)多,帶永久性負(fù)電荷,成本低等優(yōu)點(diǎn),是比較理想的重金屬離子吸附劑。目前,針對(duì)重金屬離子的治理與研究,基本上以試驗(yàn)為主,采用基于密度泛函理論的第一性原理的方法從礦物結(jié)構(gòu)理論方面進(jìn)行計(jì)算分析的較少,高嶺石吸附重金屬離子的吸附機(jī)理還不夠明確。本論文采用量子化學(xué)方法的計(jì)算模擬軟件Materials Studio,利用軟件中CASTEP模塊進(jìn)行計(jì)算分析,探討了高嶺石最穩(wěn)定解離面（001）晶面吸附重金屬的結(jié)合能以及電子特性等,研究了高嶺石與Pb的化學(xué)吸附機(jī)理和吸附特性。高嶺石晶體的禁帶寬度大,價(jià)帶和導(dǎo)帶不易發(fā)生電子躍遷,屬于絕緣體,其內(nèi)部的電荷具有不平衡性,鋁氧八面體層表現(xiàn)出較多的正電性,硅氧四面體層表現(xiàn)較多的負(fù)電性,其中Si-O鍵的共價(jià)性強(qiáng)于Al-O鍵的共價(jià)性,作用強(qiáng)度較高,較難斷裂,Si-Ob的布局值小于Si-Oa的布局值,Si原子對(duì)O原子相對(duì)... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 高嶺石的概述
        1.1.1 高嶺石的來由
        1.1.2 高嶺石的晶體結(jié)構(gòu)
    1.2 重金屬污染概況
        1.2.1 我國(guó)水資源重金屬污染現(xiàn)狀
        1.2.2 重金屬的來源
        1.2.3 重金屬?gòu)U水的危害
        1.2.4 高嶺石礦物處理重金屬污染的密度泛函理論研究
    1.3 課題研究的目的、意義及內(nèi)容
        1.3.1 目的和意義
        1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)及計(jì)算方法
    2.1 引言
    2.2 第一性原理計(jì)算簡(jiǎn)介
    2.3 波函數(shù)及其意義
    2.4 Schrodinger(薛定諤)方程
    2.5 密度泛函理論
    2.6 贗勢(shì)理論
第三章 高嶺石的體相及表面
    3.1 計(jì)算模型及方法
        3.1.1 計(jì)算模型的構(gòu)建
        3.1.2 計(jì)算方法及相關(guān)參數(shù)
    3.2 高嶺石礦物體相的電子結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能
        3.2.1 能帶結(jié)構(gòu)
        3.2.2 電子態(tài)密度
        3.2.3 高嶺石的成鍵特性
        3.2.4 高嶺石晶體的原子 Mulliken 電荷布局
        3.2.5 高嶺石的晶體解離
    3.3 本章小結(jié)
第四章 高嶺石晶體(001)面表面結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)
    4.1 高嶺石(001)晶面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.2 高嶺石(001)表面電子態(tài)密度
    4.3 高嶺石(001)晶面的原子電荷
    4.4 高嶺石表面原子的反應(yīng)活性
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Pb在高嶺石(001)面上的吸附
    5.1 計(jì)算方法及結(jié)構(gòu)模型
    5.2 Pb在高嶺石(001)面上的吸附位點(diǎn)的測(cè)試及吸附機(jī)理
        5.2.1 Pb在高嶺石上的吸附
        5.2.2 Pb吸附后的層間距和垂直距離的變化
        5.2.3 高嶺石(001)面吸附Pb的態(tài)密度
    5.3 本章小結(jié)
第六章 高嶺石對(duì)Pb~2+的吸附機(jī)理
    6.1 吸附試驗(yàn)
        6.1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法
        6.1.2 試驗(yàn)所用主要藥劑和儀器設(shè)備
    6.2 吸附熱力學(xué)
        6.2.1 建立吸附熱力學(xué)模型
        6.2.2 吸附熱力學(xué)模型
    6.3 吸附動(dòng)力力學(xué)
        6.3.1 建立吸附動(dòng)力學(xué)模型
        6.3.2 吸附動(dòng)力學(xué)模型
    6.4 pH和吸附劑對(duì)高嶺石吸附Pb~2+的影響
        6.4.1 高嶺石吸附Pb~2+的pH影響
        6.4.2 吸附劑對(duì)吸附Pb~2+的影響
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3477337