本文關(guān)鍵詞：坡縷石顆粒吸附劑制備工藝條件及其對水中重金屬的吸附特性研究

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【摘要】：近年來,重金屬污染越來越嚴(yán)重,學(xué)者們迫切研究出一種吸附材料,該材料不僅價格低廉,而且能高效去除水中的重金屬離子。坡縷石,又稱凹凸棒土,不僅來源廣,而且價格低廉、再生簡單、吸附去除率高,應(yīng)用坡縷石吸附重金屬離子的研究,正日益引起環(huán)境工作者的重視。以往的研究大多數(shù)都是針對坡縷石原土吸附重金屬離子的影響因素及吸附機理,或者通過對坡縷石進行改性研究,達(dá)到更好的吸附效果。但前期研究中坡縷石普遍以粉末狀存在,難以將坡縷石—重金屬離子混合液過濾澄清。本研究以坡縷石作為主料,采用混合、成型、焙燒工藝成功制備了坡縷石顆粒吸附劑,有效地克服了粉末狀分離的難題。采用靜態(tài)吸附實驗,并以水中鉛離子和銅離子作為目標(biāo)污染物,一方面探究了較優(yōu)坡縷石顆粒吸附劑制備工藝參數(shù),另一方面研究了坡縷石顆粒吸附劑對銅離子和鉛離子的吸附特性。主要研究結(jié)果如下:(1)分別用XRD分析和BET分析對坡縷石顆粒吸附劑進行表征,增加焙燒溫度,坡縷石衍射峰的強度逐漸降低,在800℃時,坡縷石衍射峰幾乎完全消失;并且在焙燒溫度增加的過程中,吸附劑的比表面積和孔容相應(yīng)地減小;增加海藻酸鈉的添加量,坡縷石比表面積從整體上來看是減小的。(2)固定焙燒溫度為600℃時,坡縷石顆粒吸附劑中海藻酸鈉含量越高,對Cu2+和Pb2+吸附去除率越高;固定制備配比坡縷石:海藻酸鈉:水=100:9:77(g:g:ml),坡縷石顆粒吸附劑對Cu2+和Pb2+吸附去除率隨著焙燒溫度的增加而降低。(3)水質(zhì)條件對坡縷石顆粒吸附劑吸附Cu2+和Pb2+影響顯著,1)增加溶液的初始濃度,結(jié)果導(dǎo)致吸附劑對Cu2+和Pb2+的去除率降低,吸附量得到提高;2)增加溶液的p H值,使得吸附劑對Cu2+和Pb2+的吸附量增加;3)升高溫度,平衡吸附量不斷增加。(4)隨著吸附時間的增加,吸附量不斷提高,到達(dá)一定時間后,吸附量基本保持不變;分別用準(zhǔn)一級、準(zhǔn)二級以及顆粒內(nèi)擴散動力學(xué)模型對Cu2+和Pb2+的吸附實驗進行擬合分析,結(jié)果表明坡縷石顆粒吸附劑吸附Cu2+和Pb2+的過程更符合顆粒內(nèi)擴散模型。(5)根據(jù)熱力學(xué)分析結(jié)果,ΔH值均大于零,表明該吸附是吸熱過程,這意味著升高溫度可以促進坡縷石顆粒吸附劑對Cu2+和Pb2+的吸附;ΔS值均大于零,意味著在常溫下該吸附過程是熵增過程。(6)選用Langmuir型、Freundlich型和D-R(Dubini-Radushkevich)模型分別對吸附等溫線進行擬合,結(jié)果顯示坡縷石顆粒吸附劑對兩種重金屬離子的吸附更符合Langmuir模型。綜上所述,選用一定的制備工藝參數(shù),將坡縷石制成顆粒狀,解決了粉末狀坡縷石分離困難的問題;而且坡縷石顆粒吸附劑對Cu2+和Pb2+仍然具有較好的吸附性能,這對坡縷石顆粒吸附劑的制備,以及它在吸附去除水中重金屬方面提供了一定的理論支持。
【關(guān)鍵詞】：坡縷石顆粒吸附劑 制備 吸附 Cu2+ Pb2+
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O647.33
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 水中重金屬常用的處理方法9-10
• 1.3 坡縷石的基本情況10-14
• 1.3.1 坡縷石的簡介10
• 1.3.2 坡縷石的化學(xué)成分與晶體結(jié)構(gòu)10-11
• 1.3.3 坡縷石的性能11-12
• 1.3.4 坡縷石對重金屬離子的吸附機理12
• 1.3.5 坡縷石的改性方法12-14
• 1.4 吸附理論14-18
• 1.4.1 吸附定義及類型14
• 1.4.2 影響吸附的主要因素14-15
• 1.4.3 吸附等溫模型15-16
• 1.4.4 吸附動力學(xué)16-17
• 1.4.5 吸附熱力學(xué)17-18
• 1.5 研究目的與內(nèi)容18-19
• 1.5.1 研究目的與意義18
• 1.5.2 研究的主要內(nèi)容18-19
• 第二章 實驗材料及方法19-23
• 2.1 實驗試劑及儀器設(shè)備19-20
• 2.1.1 實驗試劑19
• 2.1.2 實驗儀器與設(shè)備19-20
• 2.2 坡縷石顆粒吸附劑的制備20-21
• 2.2.1 坡縷石的提純20
• 2.2.2 不同配比坡縷石顆粒的制備20
• 2.2.3 不同焙燒溫度坡縷石顆粒的制備20-21
• 2.3 吸附實驗21
• 2.4 分析方法21-23
• 2.4.1 坡縷石顆粒吸附劑的表征21-22
• 2.4.2 Cu~(2+)和Pb~(2+)的測定22-23
• 第三章 坡縷石顆粒吸附劑制備工藝優(yōu)化研究23-34
• 3.1 坡縷石顆粒吸附劑表征23-29
• 3.1.1 X射線衍射（XRD）分析23-24
• 3.1.2 BET比表面積分析24-29
• 3.2 配比對吸附效果的影響29-31
• 3.2.1 配比對Cu~(2+)吸附的影響29-30
• 3.2.2 配比對Pb~(2+)吸附的影響30-31
• 3.3 焙燒溫度對吸附效果的影響31-33
• 3.3.1 焙燒溫度對Cu~(2+)吸附的影響31-32
• 3.3.2 焙燒溫度對Pb~(2+)吸附的影響32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 坡縷石顆粒吸附劑對Cu~(2+)的吸附特性研究34-47
• 4.1 水質(zhì)條件對Cu~(2+)吸附的影響34-36
• 4.1.1 初始濃度的影響34
• 4.1.2 p H的影響34-36
• 4.1.3 溫度的影響36
• 4.2 坡縷石顆粒吸附劑對Cu~(2+)的吸附動力學(xué)36-41
• 4.3 坡縷石顆粒吸附劑對Cu~(2+)的吸附熱力學(xué)41-42
• 4.4 坡縷石顆粒吸附劑對Cu~(2+)的吸附等溫線42-45
• 4.5 本章小結(jié)45-47
• 第五章 坡縷石顆粒吸附劑對Pb~(2+)的吸附特性研究47-60
• 5.1 水質(zhì)條件對Pb~(2+)吸附的影響47-49
• 5.1.1 初始濃度的影響47
• 5.1.2 p H的影響47-48
• 5.1.3 溫度的影響48-49
• 5.2 坡縷石顆粒吸附劑對Pb~(2+)的吸附動力學(xué)49-54
• 5.3 坡縷石顆粒吸附劑對Pb~(2+)的吸附熱力學(xué)54-55
• 5.4 坡縷石顆粒吸附劑對Pb~(2+)的吸附等溫線55-58
• 5.5 本章小結(jié)58-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-62
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果62-63
• 參考文獻63-68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 何帥明;莫立煥;徐峻;王聰聰;魯禮成;李軍;;熱改性凹凸棒土在桉木制漿廢水深度處理的應(yīng)用[J];中國造紙;2014年10期

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5 王藝潔;任s，

本文編號：663668