發(fā)布時間：2018-02-16 18:02

  本文關(guān)鍵詞： 改性粉煤灰 復(fù)合材料 含氮炭材料 重金屬離子 吸附動力學(xué) 吸附熱力學(xué)　出處：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：重金屬廢水對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害,其中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)是毒性相對較高的重金屬污染物。吸附法工藝簡單,廣泛應(yīng)用于重金屬廢水的深度處理,其關(guān)鍵是低成本高效吸附劑的研發(fā)。粉煤灰和煤矸石是主要的工業(yè)固體廢棄物,長期堆存不僅占用大量土地,而且嚴(yán)重污染環(huán)境。以粉煤灰和煤矸石為原料制備吸附劑處理重金屬廢水,既可以實現(xiàn)固廢的資源化利用,又可以為重金屬廢水處理提供一種低成本的高效吸附劑,是一條可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟路線。本論文主要研究了NaOH改性粉煤灰、煤矸石基活性炭、活性炭-沸石復(fù)合材料和含氮多孔炭材料對廢水中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附性能,詳細(xì)考察了吸附條件對其去除效果的影響,確定了處理含Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)廢水的最佳工藝條件,并對其吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)特性以及吸附機理進行了探討。主要研究成果如下：1.粉煤灰通過NaOH處理制備了改性粉煤灰,研究了溶液pH值、改性粉煤灰投加量、Pb(Ⅱ)初始濃度和吸附時間對廢水中Pb(Ⅱ)去除效果的影響。結(jié)果表明,改性粉煤灰對Pb(Ⅱ)的去除性能明顯優(yōu)于粉煤灰。在25℃,pH值為4.5,改性粉煤灰投加量10 g/L,吸附30 min時,對初始濃度為50mg/L～200 mg/L的Pb(Ⅱ)去除率均可達99%以上。改性粉煤灰對Pb(Ⅱ)的吸附過程符合Langmuir吸附等溫方程和準(zhǔn)二級反應(yīng)動力學(xué)特征,且是自發(fā)的吸熱過程,高溫有利于吸附過程的自發(fā)進行。2.以煤矸石、瀝青和自炭黑為原料制備了煤矸石基活性炭(GBAC)吸附劑,研究了該材料對廢水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。研究表明在pH值為2.0,投加量為10g/L,吸附劑粒徑為60目,吸附時間為20 h,溫度為25℃時,GBAC對100 mg/L的Cr(Ⅵ)的去除率為100%。GBAC對Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等溫模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。熱力學(xué)研究表明GBAC對Cr(Ⅵ)的吸附是自發(fā)的吸熱過程。3.以煤矸石為主要原料,制備了活性炭-沸石復(fù)合材料(AC/X),以三聚氰胺為主要氮源,制備了含氮多孔炭材料(MF)。研究兩種材料對Pb(Ⅱ)的吸附性能,以及吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)特性。結(jié)果表明,AC/X和MF對Pb(Ⅱ)具有良好的吸附能力,最大吸附量分別為248.12 mg/g和230.30mg/g。等溫吸附研究表明AC/X和MF對Pb(Ⅱ)的吸附都更符合Langmuir模型。動力學(xué)研究表明AC/X和MF對Pb(Ⅱ)的吸附都可以用準(zhǔn)二級動力學(xué)方程來描述。熱力學(xué)分析表明AC/X和MF對Pb(Ⅱ)的吸附都是自發(fā)的吸熱反應(yīng)。通過zeta電位和N2吸附表征研究吸附機理,結(jié)果表明AC/X和MF對Pb(Ⅱ)的吸附主要跟吸附劑表面的電荷有關(guān)。
[Abstract]:Heavy metal wastewater is a serious hazard to the ecological environment and human health, among which Pb (鈪，

本文編號：1516112