發(fā)布時間：2017-09-20 04:14

  本文關鍵詞：提高鑭鐵復合氧化物除磷劑再生效率及其機理探索研究

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【摘要】：水體磷污染是目前河流、湖泊乃至海洋環(huán)境中的主要污染之一,控制磷排放并有效去除水體中的磷是水環(huán)境保護亟待解決的重要問題。稀土金屬鑭對磷的吸附應用具有高效性、專一性的特點,在除磷材料研究開發(fā)應用中具有良好前景。本論文在前期實驗研究的基礎上進一步研究,主要目的是解決La-Fe-O除磷劑再生效率低的問題。采用溶膠-共沉淀法制備鑭系除磷劑,對La-Fe-O除磷劑進行吸附特性研究,結果表明：對于初始磷溶液濃度為30mg/L 和 50mg/L的含磷溶液,La-Fe-O除磷劑投加量為1g/L和1.5g/L時,其除磷效率基本趨于100%。在pH為5-7之間La-Fe-O除磷劑的吸附效果較好,說明該除磷劑適用于弱酸性水體除磷。La-Fe-O除磷劑反應28h后,基本達到吸附飽和,此時平衡吸附量為110.81 mg/g。由La-Fe-O除磷劑的XRD譜圖可知La-Fe-O除磷劑中含有La2O3、Fe2O3以及LaFeO3。且采用溶膠-共沉淀法制備La-Fe-O除磷劑其結晶度由前期采用共沉淀法制備的24%提高為33%；La-Fe-O除磷劑平衡時的單位除磷量也由99.92mg/g提高為110.81 mg/g。采用NaOH法再生La-Fe-O除磷劑的最佳條件為：NaOH濃度為3mol/L、再生溫度為120℃、液固比條件為80:1,反應5個小時,其脫磷效率可以達到93.62%。一次再生效率為94.95%。經(jīng)過多次再生,除磷劑的再生率有所下降,前3次循環(huán)再生率也能達到84.8%。通過熱重分析得出添加質量比為100：1的助劑Na2C03高溫分解效果最好。未添加助劑真空蒸餾再生后,其再生率為57.8%,而添加助劑的再生率為66.32%,可見,添加助劑在一定程度上提高了La-Fe-O除磷劑的再生效率。通過XRD、FT-IR、 BET分析得出,NaOH溶液再生后主要產(chǎn)物為La(OH)3和而真空蒸餾再生法產(chǎn)物有少量的La2O3,真空蒸餾再生殘留一定量的LaPO4和La2O3,磷,說明真空蒸餾再生法樣品再生的不完全。再生前比表面積為6溶液再生法后的比表面積增大,為161.621 m2/g,而真空蒸餾再生后的比表面積明顯4.316 m2/g, NaOH降低,只有5.810 m2/g。這說明溶液再生法一方面實現(xiàn)磷酸鹽的解吸,另一方NaOH面實現(xiàn)除磷劑的改性,增大其比表面積,而真空高溫對除磷劑內部結構產(chǎn)生了一定的變化,堵塞了一定的孔道,從而使比表面積降低。
【關鍵詞】：La-Fe-O除磷劑 吸附 NaOH溶液再生 真空蒸餾再生 比表面積
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X52
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-31
• 1.1 項目研究背景及意義13-17
• 1.1.1 磷的性質及遷移轉化13-15
• 1.1.2 水體富營養(yǎng)化現(xiàn)狀15-16
• 1.1.3 除磷方法16-17
• 1.2 吸附法理論基礎及研究進展17-20
• 1.3 稀土元素污水除磷的研究與應用20-22
• 1.3.1 稀土元素污水除磷的優(yōu)勢20
• 1.3.2 稀土元素除磷研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4 吸附劑再生方法22-25
• 1.5 選題依據(jù)25-27
• 1.5.1 課題前期研究成果25-27
• 1.5.2 課題展望27
• 1.6 本課題研究內容、目的及意義27-31
• 1.6.1 本課題研究內容27-28
• 1.6.2 本課題研究目的及意義28-31
• 第二章 實驗條件及方法31-43
• 2.1 實驗材料31-32
• 2.1.1 實驗試劑31
• 2.1.2 實驗儀器31-32
• 2.2 實驗設計方案32-34
• 2.3 實驗方法34-39
• 2.3.1 除磷劑制備34
• 2.3.2 磷的測定方法34-36
• 2.3.3 磷靜態(tài)吸附實驗方法36-37
• 2.3.4 除磷劑真空再生及再生效率計算37-38
• 2.3.5 NaOH溶劑再生法38
• 2.3.6 除磷劑脫磷率及再生效率計算38-39
• 2.4 材料表征39-43
• 2.4.1 X射線衍射分析(XRD)39-40
• 2.4.2 X射線熒光光譜分析(XRF)40
• 2.4.3 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析40
• 2.4.4 比表面積(BET)分析40-41
• 2.4.5 熱重分析(TGA)41-43
• 第三章 La-Fe-O除磷劑除磷影響因素實驗研究43-53
• 3.1 La-Fe-O除磷劑投加量對除磷效果的影響43-44
• 3.1.1 實驗方法43
• 3.1.2 結果與討論43-44
• 3.2 初始磷濃度對除磷效果的影響44-45
• 3.2.1 實驗方法44
• 3.2.2 結果與討論44-45
• 3.3 溶液pH對除磷效果的影響45-47
• 3.3.1 實驗方法45-46
• 3.3.2 結果與討論46-47
• 3.4 吸附飽和時間確定47-48
• 3.4.1 實驗方法47
• 3.4.2 結果與討論47-48
• 3.5 La-Fe-O除磷劑的表征48-50
• 3.5.1 XRD分析48-49
• 3.5.2 FT-IR分析49
• 3.5.3 BET分析49-50
• 3.6 小結50-53
• 第四章 NaOH法再生除磷劑的影響因素及性能研究53-59
• 4.1 NaOH濃度對解吸效果的影響53-54
• 4.1.1 實驗方法53
• 4.1.2 結果與分析53-54
• 4.2 NaOH溶液再生溫度對解吸效果的影響54-55
• 4.2.1 實驗方法54
• 4.2.2 結果與分析54-55
• 4.3 液固比對解吸效果的影響55-56
• 4.3.1 實驗方法55
• 4.3.2 結果與分析55-56
• 4.4 NaOH溶液再生時間對解吸效果的影響56-57
• 4.4.1 實驗方法56
• 4.4.2 結果與分析56-57
• 4.5 多次再生對除磷劑性能的影響57-58
• 4.6 本章小結58-59
• 第五章 真空蒸餾添加助劑法再生除磷劑的性能研究59-67
• 5.1 熱重分析助劑添加量對再生效果的影響59-62
• 5.1.1 實驗方法59
• 5.1.2 結果與討論59-62
• 5.2 真空蒸餾再生實驗62-65
• 5.2.1 實驗方法62
• 5.2.2 實驗結果與討論62-65
• 5.3 小結65-67
• 第六章 除磷劑再生性能分析67-75
• 6.1 采用兩種方法再生前后的XRD分析67-68
• 6.2 采用兩種方法再生前后的紅外分析68-69
• 6.3 采用兩種方法再生前后的BET分析69-72
• 6.3.1 BET比表面積69-70
• 6.3.2 吸附特性分析70-72
• 6.4 除磷劑再生機理分析72-73
• 6.5 本章小結73-75
• 第七章 結論與展望75-79
• 7.1 結論75-77
• 7.2 存在問題及改進方法77
• 7.3 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-89
• 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文目錄89

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本文編號：885834