本文關(guān)鍵詞：改性沸石、膨潤土對重金屬離子的吸附性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)使環(huán)境污染問題不容忽視。水體污染現(xiàn)象也引起人們的廣泛關(guān)注。水體中的重金屬離子難降解,易積累,可通過食物鏈進(jìn)入人體中,危害身體健康。因此,如何高效去除水體中的重金屬離子是現(xiàn)在急需解決的問題。本課題主要研究了兩方面內(nèi)容：利用十六烷基三甲基溴化銨(Hexadecyl trimethyl ammonium Bromide, CTMAB)和嗅代十六烷基吡啶(Bromohexadecyl pyridine, CPB)改性沸石、未改性沸石吸附Cr2O72-和Pb2+,探究其對不同重金屬離子的吸附差異性；通過Zeta電位、紅外光譜(FTIR)、X-ray衍射(XRD),對改性沸石、未改性沸石表征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,重點(diǎn)研究了改性沸石和未改性沸石對Cr2072-和Pb2+差異性吸附的原因；并探究了pH值對重金屬離子吸附量的影響。利用殼聚糖復(fù)合改性沸石、膨潤土,以離子液體作為溶劑,分別制備殼聚糖交聯(lián)沸石、膨潤土微球(CTS/IL/Z、CTS/IL/B);重點(diǎn)研究了兩種吸附劑分別對Cu2+、Cr2O72-及Pb2+的吸附性能,并探究溶液的pH值、吸附劑的投加量等影響因素對重金屬離子吸附量及去除率的影響；通過Zeta電位、FTIR、掃描電鏡(SEM),能譜儀(EDS),對CTS/IL/Z和CTS/IL/B表征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,探索了CTS/IL/Z和CTS/IL/B對重金屬離子的作用機(jī)制；在此基礎(chǔ)上,還對吸附劑在酸溶液中的再生過程進(jìn)行了研究。本課題主要研究結(jié)果如下：(1)表面活性改性沸石通過表面活性劑改性沸石(CTMAB-Z、CPB-Z)和未改性沸石對Cr2O72-和Pb2+的吸附試驗(yàn)得出：CTMAB和CPB-Z相比于未改性沸石對Cr2072-的吸附量分別提高了4和6倍；而對pb2+的吸附量是未改性沸石的1/3。溶液的pH為4-6時(shí),對Cr2072-和Pb2+的吸附效果較好。Langmuir模型和準(zhǔn)二級吸附動(dòng)力學(xué)模型對不同類型沸石吸附Cr2072-及Pb2+的擬合度均達(dá)到0.95以上。Zeta電位測定發(fā)現(xiàn)未改性沸石Zeta電位為-35.90,CTMAB-Z和CPB-Z Zeta電位分別為5.65,21.60,改性后沸石表面Zeta電位相比于未改性沸石由原來的負(fù)電性變?yōu)檎娦浴?2) CTS/IL/Z、CTS/IL/B微球利用制備的殼聚糖交聯(lián)沸石、膨潤土微球(CTS/IL/Z、CTS/IL/B),分別吸附Cu2+、Cr2072-和Pb2+,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CTS/IL/Z、CTS/IL/B對Cu2+的吸附容量分別為118.8 mg/g,125.5mg/g;對Pb2+的吸附容量分別為324.48 mg/g,250.0 mg/g。兩種吸附劑對Cr2072-的吸附量相比于未改性沸石、膨潤土提高了近5倍。通過探究pH值對去除率的影響發(fā)現(xiàn)：當(dāng)pH為4時(shí),CTS/IL/Z、CTS/IL/B對Pb2+的去除率分別達(dá)到98%和99%；當(dāng)pH為6時(shí),CTS/IL/Z、CTS/IL/B對Cu2+的去除率均達(dá)到99%以上；對于Cr2072-的吸附,酸性條件下好于堿性條件下。共存體系中,CTS/IL/Z、CTS/IL/B對不同重金屬離子有選擇吸附性,其吸附量大小順序?yàn)椋篊u2+Pb2+Cr2072-。本試驗(yàn)采用酸再生法對吸附劑進(jìn)行再生,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用0.1mol/LH2SO4對吸附劑的再生效果較好。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：表面活性劑改性沸石與未改性沸石對Pb2+和Cr2O72-的吸附性能不同。通過Zeta電位、FTIR及XRD等測定改性沸石、未改性沸石表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征,證明表面活性劑以雙分子層形式結(jié)合到沸石表面,從而使沸石的電負(fù)性發(fā)生改變,并提出靜電吸附機(jī)理可能是改性沸石選擇性吸附不同類型金屬離子的主要原因。CTS/IL/Z、CTS/IL/B對Cu2+、Pb2+和Cr2O72-的吸附量較未改性沸石、膨潤土有較大提高,用FTIR、SEM、 Zeta電位等對吸附劑的表征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),CTS/IL/Z、CTS/IL/B對不同重金屬離子的吸附作用包括：靜電作用；螯合作用。
【關(guān)鍵詞】：改性沸石 膨潤土 重金屬離子吸附 靜電吸附 螯合作用
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 水體重金屬污染危害13-14
• 1.2 重金屬污水的處理方法14-16
• 1.2.1 化學(xué)法15
• 1.2.2 物理化學(xué)法15-16
• 1.2.3 生物法16
• 1.3 改性沸石、膨潤土在處理重金屬方面的應(yīng)用16-19
• 1.3.1 沸石的結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成16-17
• 1.3.2 沸石的改性方法及對重金屬離子的吸附17-18
• 1.3.3 膨潤土的結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成18
• 1.3.4 膨潤土的改性方法及對重金屬離子的吸附18-19
• 1.4 有機(jī)高分子材料在重金屬離子吸附方面的應(yīng)用19-20
• 1.5 離子液體在促進(jìn)殼聚糖溶解方面的應(yīng)用20
• 1.6 選題背景及意義20
• 1.7 課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)20-22
• 1.7.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.7.2 課題的創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 第2章 材料與方法22-26
• 2.1 試驗(yàn)材料與改性方法22-23
• 2.1.1 試驗(yàn)材料22
• 2.1.2 試驗(yàn)儀器22-23
• 2.1.3 改性吸附材料的制備23
• 2.2 吸附劑表征分析23-24
• 2.2.1 紅外光譜23
• 2.2.2 電鏡掃描23
• 2.2.3 Zeta電位23-24
• 2.3 吸附試驗(yàn)方法24
• 2.4 吸附等溫模型和吸附動(dòng)力學(xué)模型24-26
• 2.4.1 吸附等溫線模型24-25
• 2.4.2 動(dòng)力學(xué)模型25-26
• 第3章 表面活性劑改性沸石對Pb~(2+)、Cr_2O_7~2差異性吸附探究26-34
• 3.1 試驗(yàn)部分26
• 3.1.1 CTMAB-Z、CPB-Z的制備26
• 3.1.2 試驗(yàn)方法26
• 3.2 結(jié)果與討論26-30
• 3.2.1 CPB-Z、CTMAB-Z、未改性沸石對Cr_2O_7~(2-)、Pb~(2+)吸附差異性研究26-28
• 3.2.2 pH值的影響28-29
• 3.2.3 吸附等溫線29-30
• 3.2.4 動(dòng)力學(xué)方程式30
• 3.3 吸附劑表征及吸附差異性原因30-33
• 3.3.1 不同沸石比表面積分析30-31
• 3.3.2 紅外譜圖31
• 3.3.3 SEM掃描電鏡31-32
• 3.3.4 XRD32-33
• 3.3.5 Zeta電位33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 離子液體中殼聚糖改性沸石吸附劑的制備及應(yīng)用34-50
• 4.1 試驗(yàn)部分34-35
• 4.1.1 CTS/IL/Z微球的制備34
• 4.1.2 吸附試驗(yàn)34-35
• 4.2 CTS/IL/Z微球?qū)b~(2+)、Cu~(2+)的吸附研究35-39
• 4.2.1 CTS/IL/Z、未改性沸石對Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附35-36
• 4.2.2 pH值對吸附效果的影響36
• 4.2.3 投加量對吸附效果的影響36-37
• 4.2.4 吸附等溫線37-38
• 4.2.5 吸附動(dòng)力學(xué)38-39
• 4.3 CTS/IL/Z對單一體系中Cr_2O_7~(2-)的吸附研究39-43
• 4.3.1 CTS/IL/Z與未改性沸石吸附Cr_2O_7~(2-)的對比研究39-40
• 4.3.2 pH對吸附效果的影響40-41
• 4.3.3 投加量對吸附效果的影響41
• 4.3.4 吸附等溫線41-42
• 4.3.5 吸附動(dòng)力學(xué)42-43
• 4.4 CTS/IL/Z對混合液中Pb~(2+),Cu~(2+),Cr_2O_7~(2-)的吸附研究43-44
• 4.5 CTS/IL/Z的表征及吸附機(jī)理分析44-47
• 4.5.1 紅外44
• 4.5.2 Zeta電位44-45
• 4.5.3 表面形貌及組成元素分析45-47
• 4.6 再生試驗(yàn)47-48
• 4.7 本章小結(jié)48-50
• 第5章 離子液體中殼聚糖改性膨潤土吸附劑的制備及應(yīng)用50-65
• 5.1 試驗(yàn)部分50
• 5.1.1 CTS/IL/B微球的制備50
• 5.1.2 吸附試驗(yàn)50
• 5.2 CTS/IL/B微球?qū)b~(2+),Cu~(2+)的吸附研究50-55
• 5.2.1 CTS/IL/B微球及膨潤土對Pb~(2+),Cu~(2+)的吸附50-51
• 5.2.2 pH對吸附效果的影響51-52
• 5.2.3 投加量對吸附效果的影響52-53
• 5.2.4 吸附等溫線53-54
• 5.2.5 吸附動(dòng)力學(xué)54-55
• 5.3 CTS/IL/B對單一體系中Cr_2O_7~(2-)的吸附研究55-58
• 5.3.2 pH值對吸附效果的影響55-56
• 5.3.3 投加量對吸附效果的影響56-57
• 5.3.4 吸附等溫線57
• 5.3.5 吸附動(dòng)力學(xué)57-58
• 5.4 CTS/IL/B對混合液中Pb~(2+),Cu~(2+),Cr_2O_7~(2-)的吸附研究58-59
• 5.5 CTS/IL/B的表征及吸附機(jī)理分析59-62
• 5.5.1 紅外59-60
• 5.5.2 Zeta電位60-61
• 5.5.3 表面形貌及組成元素分析61-62
• 5.6 再生試驗(yàn)62-63
• 5.7 本章小結(jié)63-65
• 第6章 結(jié)論與建議65-68
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 建議66-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任會(huì)學(xué);姜佳慧;高志敏;武道吉;譚鳳訓(xùn);許兵;;非金屬礦物改性及吸附重金屬離子的研究進(jìn)展[J];山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào);2014年05期

2 張?jiān)儆?程勛;姚哲;;改性膨潤土對污水中鎘離子的吸附去除效率[J];凈水技術(shù);2013年03期

3 孫t

本文編號：335435