本文關(guān)鍵詞：以鋼渣為原料合成層狀雙氫氧化物及其用于印染廢水處理

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【摘要】：層狀雙金屬氫氧化物(layered double hydroxides,LDHs)是一種水滑石類化合物,因具有特殊的酸堿雙功能性、記憶效應(yīng)、層間陰離子可交換性和熱穩(wěn)定性等性質(zhì),在吸附、催化、醫(yī)藥、光電磁及功能高分子材料等領(lǐng)域有巨大潛力。本文以鋼渣為原料,采用共沉淀法制備鈣鎂鋁鐵四元LDHs,研究了合成過程中pH值、晶化溫度和晶化時間的影響,采用XRD、XRF、SEM、FT-IR、TEM、DTA/TG和BET對樣品進行了表征。結(jié)果表明當共沉淀的pH為10.5-11.8時,可制備純相水滑石;晶化溫度和時間均對晶格參數(shù)和層間距有影響,隨溫度和時間增加,晶格參數(shù)a、c和層間距均先減小再增大;LDHs晶粒尺寸沿a軸方向上比沿c軸方向大,晶面(110)的生長速率比晶面(003)快;經(jīng)過條件優(yōu)化,在pH=11.8,晶化溫度150℃,晶化時間16 h的條件下合成的LDHs結(jié)構(gòu)規(guī)整,晶型較好,層狀清晰,孔體積和孔徑大且熱穩(wěn)定性好。選取分別含陽離子紅和酸性橙的水溶液模擬印染廢水,研究了所制備的鈣鎂鋁鐵四元LDHs對其吸附性能,探討了吸附劑濃度、初始pH、吸附溫度、吸附時間和初始濃度對吸附效果的影響,并擬合了吸附的熱力學(xué)模型和動力學(xué)模型。對含陽離子紅廢水的結(jié)果表明,吸附劑濃度對去除率影響較小;pH在3-10對吸附效果影響較小;溫度升高,吸附量增加;當C0=500 ppm時,吸附量達425.69 mg·g-1,LDHs對陽離子紅廢水脫色效果優(yōu)良。LDHs對陽離子紅的吸附分別符合Langmuir的熱力學(xué)模型和擬二級的動力學(xué)模型。對含酸性橙染料廢水的結(jié)果表明,吸附劑濃度增加,去除率增大;pH在4-10對吸附效果影響較小;溫度升高,吸附量增加,吸附溫度343.15 K時,吸附量達212.08mg·g-1,LDHs對酸性橙廢水脫色效果明顯;隨初始濃度增大,吸附量先增大后趨于平穩(wěn)。LDHs對酸性橙的吸附分別符合Freundlich的熱力學(xué)模型和擬二級的動力學(xué)模型。采用共沉淀法以鋼渣為原料制備的鈣鎂鋁鐵四元LDHs對陽離子型染料廢水和陰離子型染料廢水均有較好的吸附處理效果,具有良好的潛在應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：鋼渣 共沉淀法合成 LDHs 印染廢水 吸附
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O647.3;X791
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-25
• 1.1 LDHs概述10-18
• 1.1.1 LDHs組成與結(jié)構(gòu)11-12
• 1.1.2 LDHs的性質(zhì)12-14
• 1.1.3 LDHs的合成方法14-16
• 1.1.4 LDHs的應(yīng)用16-18
• 1.1.5 多元LDHs合成進展18
• 1.2 國內(nèi)外鋼渣材料化應(yīng)用研究現(xiàn)狀與進展18-19
• 1.3 染料廢水的排放及危害19-23
• 1.3.1 染料廢水的分類及來源19-20
• 1.3.2 印染廢水特點及危害20-21
• 1.3.3 印染廢水的處理現(xiàn)狀21-23
• 1.4 本文研究的思路和內(nèi)容23-25
• 1.4.1 研究思路23-24
• 1.4.2 研究內(nèi)容24-25
• 第2章 以鋼渣為原料LDHs的合成與表征25-38
• 2.1 實驗試劑和儀器25-26
• 2.2 鈣鎂鋁鐵四元LDHs的合成26
• 2.3 結(jié)果和討論26-36
• 2.3.1 鋼渣原料表征26-27
• 2.3.2 pH值和物相的關(guān)系27-29
• 2.3.3 晶化溫度和物相的關(guān)系29-30
• 2.3.4 晶化時間和物相的關(guān)系30-32
• 2.3.5 鈣鎂鋁鐵四元LDHs的產(chǎn)品表征及分析32-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第3章 鈣鎂鋁鐵四元LDHs對水體中陽離子紅的吸附研究38-58
• 3.1 前言38
• 3.2 實驗材料與方法38-41
• 3.2.1 實驗儀器與材料38-39
• 3.2.2 實驗方法39-41
• 3.3 實驗結(jié)果與討論41-54
• 3.3.1 吸附劑濃度對吸附效果的影響41-42
• 3.3.2 pH對吸附效果的影響42-43
• 3.3.3 吸附溫度和時間對吸附效果的影響43-44
• 3.3.4 吸附初始濃度對吸附效果的影響44-45
• 3.3.5 吸附熱力學(xué)研究45-47
• 3.3.6 吸附動力學(xué)研究47-54
• 3.4 吸附機理分析54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第4章 鈣鎂鋁鐵四元LDHs對水體中酸性橙的吸附研究58-75
• 4.1 前言58
• 4.2 實驗材料與方法58-60
• 4.2.1 實驗儀器與材料58-59
• 4.2.2 實驗方法59-60
• 4.3 實驗結(jié)果與討論60-72
• 4.3.1 吸附劑濃度對吸附效果的影響60-62
• 4.3.2 pH對吸附效果的影響62
• 4.3.3 吸附溫度和時間對吸附效果的影響62-64
• 4.3.4 吸附初始濃度對吸附效果的影響64
• 4.3.5 吸附熱力學(xué)研究64-66
• 4.3.6 吸附動力學(xué)研究66-72
• 4.4 吸附機理分析72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻77-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔的科研任務(wù)和主要成果84-85
• 致謝85

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本文編號：1060493