發(fā)布時間：2020-04-24 15:54

【摘要】：氨氮是水質指標中引起水體富營養(yǎng)化和水生生物毒性提高的一種重要污染物。隨著污水處理技術的發(fā)展,目前去除氨氮的方法很多,各種方法都有其利弊及限制因素。離子交換法以其特有的優(yōu)點成為近年來研究較多的去除氨氮的新型方法。 本研究以廣州茂名高嶺土為原料,通過對其改性制備高性能銨離子交換材料,并通過不同改性方法對比,得到最佳改性方法。本文研究了不同因素對銨離子交換容量的影響:高嶺土與改性劑的質量比、改性溫度、煅燒升溫速率、保溫時間等。通過銨離子交換容量(CEC)測定,所制備材料的銨離子交換容量大于75 mg/g,可用于水處理過程中氨氮的脫除。 本文通過XRD、SEM、NMR、IR及XPS等表征手段對高嶺土的改性過程和改性產(chǎn)物的作用機理進行了探討分析。XRD結果表明,改性過程改變了高嶺土原土的結構,由原來的層狀結構變?yōu)榱⒎浇Y構;從SEM譜圖可以看出高嶺土的表觀形貌在改性前后發(fā)生了很大變化,高嶺土原土表觀形貌大,呈層片狀結構,而改性材料層片狀結構消失,顆粒細小,呈分散狀態(tài);NMR測定數(shù)據(jù)顯示,樣品中骨架Al在改性前后的化學環(huán)境發(fā)生很大的變化,27Al中大部分六配位變?yōu)樗呐湮?29Si在改性前后變化不大,只有少量的層狀和枝狀硅氧四面體變?yōu)殒溨虚g硅氧四面體。 本文對材料離子交換過程中影響因素、離子交換動力學過程和離子交換熱力學特性進行了研究。從結果可以看出,Langmuir模型與Freundlich模型相比更能反映離子交換規(guī)律;準二級動力學模型可以準確的描述銨離子交換材料交換NH_4~+的過程。 由于改性粉體材料直接用于水處理脫除氨氮,會導致固液分離困難,增加處理水的水頭損失,不利于工業(yè)應用。為了提高材料的實際應用性能,本研究將醫(yī)藥用擠出-滾圓機引入實驗,將粉體材料制備成一定粒徑的球形多孔顆粒,以方便應用于工業(yè)和生活氨氮廢水的處理。在顆粒成型工藝中,本文研究了造孔劑種類選擇、造孔劑加入量、煅燒升溫速率、煅燒溫度、保溫時間、退火降溫速率等對顆粒成型及離子交換性能影響。
【圖文】：

]四面體的六方網(wǎng)層與‘氫氧鋁石’的八面體層按1:1結合成層狀結構，其結構特點是由一層硅氧四面體和一層鋁氧八面體通過共用頂角氧的方式沿平面方向互相連接成一個1:1的單位層，其結構如圖1-1所示[47]。在連結面上，Al(O, OH)八面體中的3個（OH），有兩個位置被O（氧）取代，使得每個Al周圍被4個（OH）和2個（O）所包圍，八面體空隙中只有2/3位置為Al所占據(jù)。高嶺土每個單位晶層中的氧與相鄰單位晶層中的八面體中的氫氧形成氫鍵。由此，單位晶層間便靠氫鍵而連結成重疊的層狀堆疊。在每個單位晶層的四面體片中，四個氧原子位于四個頂點，一個硅原子位于四面體的中心。Si-O四面體群的三個頂點氧原子分別與相鄰的三個硅氧四面體連結，組成二維延伸的平面；第四

第五章 銨離子交換材料脫銨性能研究 Killend圖子交換等溫線表明了離子交換的選擇性。關于這種選擇性與材料組成的熱力學平衡常數(shù)的關系，需進一步通過 Kielland 圖來討論。Kielland 圖c為縱坐標，Ac 為橫坐標，其最大特點是，在大多數(shù)的固相離子交換反給定溶液離子強度的條件下，Kielland 商 Kc不是一個恒定的值，而是隨陽離子組成的變化而變化。ielland 圖通常有以下幾種類型，如圖 5-6 所示，A 類型 Kielland 圖是一 Ac 的直線，，表明 lgKc的值不隨 Ac 的改變而改變，是一個常數(shù)，交換理想交換劑。B 類型 Kielland 圖表明 lgKc與 Ac 之間具有線性關系。Clland 圖表明，離子在固相中的活度是固相中離子組成的函數(shù)，關系比較種情況下，曲線可以有多種形狀。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TB34;X703

【參考文獻】

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本文編號：2639128