本文關(guān)鍵詞：工業(yè)廢水中重金屬鎳離子處理研究

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【摘要】：鎳是與人類生活非常密切的重金屬材料,并已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、鎳基合金、電鍍及電池等領(lǐng)域。但由于鎳的危害,國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其排放越來越嚴(yán)格。如何有效地去除工業(yè)廢水中的鎳成為當(dāng)今工業(yè)制造業(yè)必須解決的環(huán)境保護(hù)工作問題。與其他重金屬去除方法相比,化學(xué)沉淀法在處理成本方面顯示出較大的優(yōu)勢(shì),吸附法具有簡(jiǎn)易且可以循環(huán)使用的優(yōu)點(diǎn),因此,這兩種方法具有廣泛的應(yīng)用前景。但普通化學(xué)沉淀法處理絡(luò)合重金屬時(shí)沉淀不完全；而吸附劑的成本偏高吸附量有限。所以本論文圍繞這兩種方法的不足展開了以下工作：(1)提出了分步沉淀法處理含鎳絡(luò)合物工業(yè)廢水的新工藝：利用鎳離子與氫氧化物和與銅試劑反應(yīng)生成沉淀的溶度積不一樣,先用氫氧化鈣調(diào)節(jié)廢水pH在11.5-12.5,此時(shí)廢水中大部分鎳被沉淀,再調(diào)節(jié)廢水pH=6-8,銅試劑進(jìn)一步沉淀含鎳絡(luò)合物。探討了沉淀pH值,氫氧化鈣的用量,銅試劑用量等參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,用此方法處理后的含絡(luò)合鎳的工業(yè)廢水可以達(dá)到0.5mg/L的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。(2)新型炭多孔材料的制備及其對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附性能研究：采用稻殼為原料,用氫氧化鈉為活化劑制備了炭多孔材料。該材料用來吸附去除水溶液中的重金屬鎳離子。在制備工藝研究中,用不同氫氧化鈉與炭質(zhì)量比,不同熱處理時(shí)間及熱處理溫度等制備條件制備了炭多孔材料,并研究了所得炭多孔材料對(duì)Ni(Ⅱ)吸附性能的影響,結(jié)果表明,在氫氧化鈉與炭質(zhì)量比為3,熱處理時(shí)間為2小時(shí),熱處理溫度為800℃時(shí),制備的炭多孔材料對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附性能最好；詳細(xì)研究了吸附條件對(duì)炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)性能的影響,如待處理溶液的pH值,反應(yīng)時(shí)間。結(jié)果表明,在待處理液pH值為7.0,吸附反應(yīng)時(shí)間大于200min,吸附效果最好。進(jìn)一步對(duì)炭多孔材料表征發(fā)現(xiàn),炭多孔材料除了C以外含有SiO2,其最可幾孔徑為0.62nm,比表面積Sm=1192m2/g;通過等溫吸附模擬,炭多孔材料對(duì)鎳離子的吸附更符合Langmuir等溫吸附模型,主要為單層吸附,最大吸附量為75.3 mg/g。并研究了該炭多孔材料的循環(huán)利用工藝,研究結(jié)果表明該材料重復(fù)利用5次后吸附量仍能達(dá)到初始吸附量的90%以上。(3)錳摻雜炭多孔材料的制備及其對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附性能研究：采用稻殼為原料,用高錳酸鉀和氫氧化鈉為活化劑制備了錳摻雜炭多孔材料。該材料用來吸附去除水溶液中的重金屬鎳離子。在制備工藝研究中,考察了高錳酸鉀濃度對(duì)制備的錳摻雜炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)的影響。結(jié)果表明,高錳酸鉀濃度為1%時(shí)制備的錳摻雜炭多孔材料對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附性能最好。研究了待處理溶液的pH值,反應(yīng)時(shí)間,Ni(Ⅱ)的初始濃度等參數(shù)對(duì)錳摻雜炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)的影響。結(jié)果表明,在待處理液pH值為7.0,吸附反應(yīng)時(shí)間大于200min,吸附效果最好,吸附模型更符合Langmuir等溫吸附模型,最大吸附量為128.2 mg/g。進(jìn)一步對(duì)所制得的錳摻雜炭多孔材料表征發(fā)現(xiàn),該材料中Si02含量減少,在原來炭多孔材料中摻雜了錳元素,最可幾孔徑為0.58nm,比表面積增加到Sm=1537m2/g。
【關(guān)鍵詞】：吸附 沉淀 稻殼 多孔炭 重金屬鎳離子
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 緒論14-27
• 1.1 鎳的簡(jiǎn)介14-16
• 1.1.1 鎳的性質(zhì)14
• 1.1.2 鎳在自然界的存在狀態(tài)及其應(yīng)用14-15
• 1.1.3 含鎳廢水的來源15
• 1.1.4 鎳的危害15-16
• 1.2 含鎳廢水的治理方法16-23
• 1.2.1 物理處理方法16-17
• 1.2.2 化學(xué)處理方法17-20
• 1.2.3 生物處理方法20-21
• 1.2.4 物理化學(xué)處理方法21-23
• 1.3 稻殼基炭材料的制備及研究現(xiàn)狀23-25
• 1.3.1 稻殼基炭材料的制備方法23-24
• 1.3.2 稻殼當(dāng)前的應(yīng)用現(xiàn)狀24-25
• 1.4 本課題選擇的意義及內(nèi)容25-27
• 第2章 分步沉淀法處理含鎳絡(luò)合物的工業(yè)廢水27-33
• 2.1 前言27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-29
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品27-28
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器28
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)樣品來源28
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟28-29
• 2.2.5 工藝流程圖29
• 2.3 結(jié)果與討論29-32
• 2.3.1 氫氧化鈣調(diào)pH值的影響29-30
• 2.3.2 銅試劑用量對(duì)鎳濃度的影響30-31
• 2.3.3 取樣檢測(cè)31-32
• 2.3.4 成本分析32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 新型炭多孔材料的制備及其對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附性能研究33-46
• 3.1 前言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-34
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品33-34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器34
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)所需溶液34
• 3.2.4 炭多孔材料的制備34
• 3.3 結(jié)果與討論34-43
• 3.3.1 炭多孔材料制備工藝研究34-37
• 3.3.1.1 氫氧化鈉與炭質(zhì)量比的影響35
• 3.3.1.2 熱處理溫度的影響35-36
• 3.3.1.3 熱處理時(shí)間的影響36-37
• 3.3.2 炭多孔材料的表征37-40
• 3.3.2.1 炭多孔材料元素分析37
• 3.3.2.2 炭多孔材料結(jié)構(gòu)分析37-39
• 3.3.2.3 新制備炭材料BET孔徑研究及比表面積檢測(cè)39-40
• 3.3.3 炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)的性能研究40-43
• 3.3.3.1 吸附時(shí)間的影響40
• 3.3.3.2 炭多孔材料對(duì)Ni(Ⅱ)的等溫吸附線40-42
• 3.3.3.3 溶液pH的影響42-43
• 3.3.4 解析再生實(shí)驗(yàn)43
• 3.4 成孔機(jī)理43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 錳摻雜炭多孔材料的制備及其對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附性能研究46-57
• 4.1 前言46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分46-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品46-47
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器47
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)所需溶液47
• 4.2.4 錳摻雜炭多孔材料的制備47-48
• 4.3 結(jié)果與討論48-55
• 4.3.1 錳摻雜炭多孔材料制備工藝研究48-49
• 4.3.1.1 制備工藝流程圖48
• 4.3.1.2 高錳酸鉀濃度的影響48-49
• 4.3.2 錳摻雜炭多孔材料的結(jié)構(gòu)表征49-51
• 4.3.2.1 錳摻雜炭多孔材料元素分析49
• 4.3.2.2 錳摻雜炭多孔材料結(jié)構(gòu)分析49-51
• 4.3.2.3 錳摻雜炭多孔材料BET孔徑研究及比表面積檢測(cè)51
• 4.3.3 錳摻雜炭多孔材料吸附Ni(Ⅱ)的性能研究51-55
• 4.3.3.1 吸附時(shí)間的影響51-52
• 4.3.3.2 錳摻雜炭多孔材料對(duì)Ni(Ⅱ)的等溫吸附線52-54
• 4.3.3.3 溶液pH的影響54-55
• 4.4 活化機(jī)理55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-65
• 致謝65

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本文編號(hào)：1076270