近年來,水資源污染問題已經十分嚴重。其中高氟水污染和染料廢水的排放是較為突出的兩個問題。吸附法是目前處理污水比較理想的方法。吸附法處理水污染依賴于性能優(yōu)良、價廉的吸附材料。天然粘土礦物有望成為廉價吸附劑應用于水處理。但是天然粘土礦物一般都比表面積小、活性低,導致其吸附性能較差。為了提高其吸附性能通常辦法是將天然粘土礦物進行改性處理,但是常用的改性方法存在成本較高,實驗操作復雜,能源消耗大等缺點。因此天然粘土礦物新型、簡單改性方法的研究對降低吸附劑成本以及提高其吸附性能至為重要。本文首次采用TiO₂納米粒子表面修飾法對天然煤系高嶺土進行改性,水熱法合成TiO₂/天然煤系高嶺土納米復合物,研究了水熱溫度、水熱時間對改性效果的影響。在此基礎上用同樣的方法對普通天然高嶺土和天然蒙脫土進行改性,并用改性前后的粘土礦物作為吸附劑,研究了其對氟離子和有機染料剛果紅的吸附性能。具體結果如下:以天然煤系高嶺土為原料,硫酸鈦為鈦源,采用水熱法制備出TiO₂/天然煤系高嶺土納米復合物。用X射線衍射分析(XRD)、N₂吸附...

【文章頁數】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 煤系高嶺土概述
        1.2.1 煤系高嶺土結構性質
        1.2.2 煤系高嶺土利用現(xiàn)狀
        1.2.3 煤系高嶺土改性手段
            1.2.3.1 煅燒改性
            1.2.3.2 酸堿改性
            1.2.3.3 表面改性
    1.3 蒙脫土概述
        1.3.1 蒙脫土的結構
        1.3.2 蒙脫土改性方法
            1.3.2.1 活化改性
            1.3.2.2 有機改性
            1.3.2.3 無機改性
            1.3.2.4 無機-有機復合改性
        1.3.3 蒙脫土的應用
            1.3.3.1 在納米復合材料中的應用
            1.3.3.2 在催化材料中的應用
            1.3.3.3 在廢水處理中的應用
    1.4 納米二氧化鈦概述
        1.4.1 TiO₂ 的性質
        1.4.2 納米TiO₂的研究概況
            1.4.2.1 涂料
            1.4.2.2 紡織品
            1.4.2.3 塑料
            1.4.2.4 凈化空氣
        1.4.3 TiO₂ 納米材料在水處理中的應用
    1.5 納米復合材料
    1.6 水污染問題
        1.6.1 氟離子廢水污染
            1.6.1.1 氟的性質與人體健康
            1.6.1.2 氟的來源及分布情況
            1.6.1.3 高氟水處理的研究現(xiàn)狀
        1.6.2 印染廢水污染
            1.6.2.1 印染廢水的來源、特點及其危害
            1.6.2.2 印染廢水處理的研究現(xiàn)狀
    1.7 選題背景及意義
    1.8 主要研究內容及創(chuàng)新之處
2 TiO₂/天然粘土礦物納米復合物的制備及其表征
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗儀器與試劑
            2.2.1.1 實驗試劑
            2.2.1.2 實驗儀器
        2.2.2 樣品的制備
            2.2.2.1 TiO₂/天然粘土礦物納米復合物的制備
            2.2.2.2 純TiO₂的制備
        2.2.3 晶粒大小計算
        2.2.4 晶面間距計算
        2.2.5 樣品的表征
    2.3 結果與討論
        2.3.1 TiO₂/天然煤系高嶺土納米復合物的制備與表征
            2.3.1.1 不同溫度、不同時間下制備樣品的X射線衍射分析(XRD)
            2.3.1.2 不同溫度、不同時間下制備樣品的鋁溶出率分析
            2.3.1.3 不同溫度下制備樣品的比表面積及孔結構分析
            2.3.1.4 最佳條件下制備樣品的透射電鏡分析(TEM)
        2.3.2 TiO₂/天然高嶺土納米復合物的制備及其表征
            2.3.2.1 樣品的X射線衍射分析(XRD)
            2.3.2.2 K和 K/TiO₂納米復合物的鋁溶出率分析
            2.3.2.3 K和 K/TiO₂納米復合物的比表面積及孔結構分析
            2.3.2.4 K和 K/TiO₂納米復合物的透射電鏡分析(TEM)
        2.3.3 TiO₂/天然蒙脫土納米復合物的制備及其表征
            2.3.3.1 樣品的X射線衍射分析(XRD)
            2.3.3.2 MMT和 MMT/TiO₂納米復合物的鋁溶出率分析
            2.3.3.3 MMT和 MMT/TiO₂納米復合物的比表面積及孔結構分析
            2.3.3.4 MMT和 MMT/TiO₂納米復合物樣品的透射電鏡分析(TEM)
            2.3.3.5 TiO₂ 與天然粘土礦物的復合機理
    2.4 本章小結
3 TiO₂/天然粘土礦物納米復合物對氟離子的吸附
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗儀器與試劑
            3.2.1.1 實驗儀器
            3.2.1.2 實驗試劑
        3.2.2 氟離子的吸附性能測試
            3.2.2.1 測定原理
            3.2.2.2 氟離子廢水的配制
            3.2.2.3 總離子強度緩沖劑(TISAB)的配制
            3.2.2.4 標準曲線的繪制
            3.2.2.5 吸附劑用量對吸附的影響
        3.2.3 吸附率及吸附量計算
        3.2.4 吸附動力學模型
        3.2.5 吸附等溫線模型
        3.2.6 吸附熱力學數據
    3.3 結果與討論
        3.3.1 氟離子標準曲線
        3.3.2 幾種吸附劑對氟離子的吸附
            3.3.2.1 吸附劑用量對吸附的影響
            3.3.2.2 時間對吸附的影響
            3.3.2.3 氟離子溶液pH對吸附的影響
            3.3.2.4 氟離子初始濃度對吸附效果的影響
            3.3.2.5 溫度對吸附的影響
            3.3.2.6 對高氟地下水中氟離子的吸附
    3.4 結論
4 TiO₂/天然粘土礦物納米復合物對剛果紅的吸附
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗儀器與試劑
            4.2.1.1 實驗儀器
            4.2.1.2 實驗試劑
            4.2.1.3 染料介紹
            4.2.1.4 染料廢水的配制
            4.2.1.5 標準曲線的繪制
            4.2.1.6 吸附劑用量對吸附的影響
            4.2.1.7 吸附速率實驗
            4.2.1.8 溶液pH對吸附的影響
            4.2.1.9 初始濃度對吸附的影響
    4.3 結果與討論
        4.3.1 剛果紅標準曲線
        4.3.2 幾種吸附劑對剛果紅(CR)的吸附
            4.3.2.1 吸附劑用量對吸附的影響
            4.3.2.2 時間對吸附的影響
            4.3.2.3 CR溶液pH對吸附的影響
            4.3.2.4 CR溶液初始濃度對吸附的影響
    4.4 結論
5 結論
參考文獻
碩士研究生期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3941812