本文關(guān)鍵詞：有機—無機復合離子交換劑的合成及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工業(yè)生產(chǎn)形成的重金屬廢水,直接排放會造成嚴重的環(huán)境污染和資源浪費,需要對其進行處理以脫除有毒有害的重金屬離子,并可實現(xiàn)有價金屬和水資源回用利用。本課題著眼于電解錳工業(yè)的含錳廢水和電池工業(yè)的含鉛廢水兩個體系,合成新型離子交換劑,分別應(yīng)用于含錳廢水錳資源回用中鈣離子的去除和含鉛離子廢水中鉛離子的脫除處理。利用響應(yīng)曲面方法進行實驗研究,以對鈣離子的交換性能為評價指標,最終確定了幾種焦磷雜多酸鹽的最佳合成條件。測試了在最優(yōu)條件下合成的五種焦磷雜多酸鹽對鈣離子的離子交換容量、交換速率和在含錳廢水中對鈣離子的選擇性,并與兩種鈣分子篩進行對比,結(jié)果表明焦磷鎢酸鋯具有比較好的鈣離子交換性能。借助傅里葉變換紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、熱分析儀和全自動比表面積及孔隙度分析儀等測進行了焦磷鎢酸鋯(ZWPP)的表征,并最終確定了其經(jīng)驗式,結(jié)果表明焦磷鎢酸鋯是一種由納米顆粒構(gòu)成的、有一定無定形特征的微晶介孔材料,BET比表面積和孔分布在離子交換前后發(fā)生改變,但微晶結(jié)構(gòu)沒有改變。鈣離子交換過程的動力學和熱力學研究表明,焦磷鎢酸鋯具有良好的交換動力學性質(zhì),離子交換過程符合準二級、Boyd動力學模型和Langmuir單分子層吸附模型。通過直接共混復合法制備了焦磷鎢酸鋯-聚苯乙烯(ZWPP-PS)復合型離子交換劑,測試了其在含錳廢水中對鈣離子的選擇性,以及電池工業(yè)廢水中鉛離子的選擇性,考察了溶液初始濃度、pH值、交換劑用量和接觸時間對鉛離子去除效果的影響,并對離子交換過程進行了動力學和熱力學分析。分析了ZWPP-PS材料的結(jié)構(gòu)特征,并與ZWPP進行了對比,結(jié)果表明ZWPP-PS的BET比表面積、平均孔徑和孔容均比ZWPP增大,聚苯乙烯與雜多酸通過靜電相互作用結(jié)合,苯環(huán)通過吸電子作用干擾了焦磷鎢酸鋯的晶體生長,晶體發(fā)育出現(xiàn)缺陷或畸變,導致ZWPP-PS無定形特征更加明顯。
【關(guān)鍵詞】：焦磷雜多酸鹽 響應(yīng)面設(shè)計 電解錳廢水 電池廢水 焦磷鎢酸鋯-聚苯乙烯 鈣 鉛
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ425
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 重金屬廢水的主要來源及危害10
• 1.2 重金屬廢水處理的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 電解錳廢水10-12
• 1.2.2 含鉛廢水12-14
• 1.3 有機-無機復合離子交換劑在重金屬處理方面的應(yīng)用14-15
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容與意義15-18
• 第二章 焦磷雜多酸鹽的合成及離子交換性能測試18-54
• 2.1 引言18
• 2.2 響應(yīng)面（RSM）實驗方法18-19
• 2.3 實驗部分19-23
• 2.3.1 主要儀器19-20
• 2.3.2 主要試劑20
• 2.3.3 無機雜多酸鹽的制備及最佳合成條件的確定20-21
• 2.3.4 焦磷鎢酸鋯的表征分析21-22
• 2.3.5 飽和交換容量（q_m）和平衡離子交換量（q_e）22
• 2.3.6 表觀交換容量和交換速率的測定22
• 2.3.7 貫通曲線的測定22-23
• 2.3.8 離子交換實驗23
• 2.3.9 選擇性實驗23
• 2.4 結(jié)果與討論23-53
• 2.4.1 響應(yīng)面實驗分析23-34
• 2.4.2 飽和交換容量（q_m）34-35
• 2.4.3 表觀交換容量35-36
• 2.4.4 交換動態(tài)分析36-38
• 2.4.5 離子選擇性分析38-40
• 2.4.6 紅外吸收光譜分析40
• 2.4.7 SEM分析40-41
• 2.4.8 BET比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析41-43
• 2.4.9 XRD和熱分析43-45
• 2.4.10 XRF分析45
• 2.4.11 動態(tài)貫通曲線45-46
• 2.4.12 動力學研究46-49
• 2.4.13 交換的熱力學研究49-53
• 2.5 本章小結(jié)53-54
• 第三章 焦磷鎢酸鋯-聚苯乙烯復合材料的合成及性能研究54-72
• 3.1 引言54-55
• 3.2 實驗部分55-58
• 3.2.1 主要儀器55-56
• 3.2.2 主要試劑56
• 3.2.3 聚苯乙烯-焦磷鎢酸鋯復合材料的制備56-57
• 3.2.4 材料的表征57
• 3.2.5 離子交換實驗57-58
• 3.2.6 選擇性實驗58
• 3.3 結(jié)果與討論58-70
• 3.3.1 紅外分析58-59
• 3.3.2 SEM分析59-60
• 3.3.3 N_2吸附實驗60-61
• 3.3.4 XRD分析61-62
• 3.3.5 XRF分析62
• 3.3.6 XPS分析62-63
• 3.3.7 ZWPP-PS和ZWPP在在含錳廢水中的選擇性63-64
• 3.3.8 ZWPP-PS對鉛離子的選擇性實驗64-65
• 3.3.9 接觸時間對交換容量的影響65-66
• 3.3.10 pH對吸附量的影響66-67
• 3.3.11 溶液中鉛初始濃度對離子交換效果的影響67-68
• 3.3.12 交換劑用量對去除率的影響68
• 3.3.13 熱力學分析68-69
• 3.3.14 動力學分析69-70
• 3.4 本章小結(jié)70-72
• 第四章 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-80
• 攻讀碩士期間所取得的相關(guān)科研成果80-82
• 致謝82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Jun Bai;Xiuhong Yang;Ruiying Du;Yanmei Chen;Shizhong Wang;Rongliang Qiu;;Biosorption mechanisms involved in immobilization of soil Pb by Bacillus subtilis DBM in a multi-metal-contaminated soil[J];Journal of Environmental Sciences;2014年10期

2 朱雯;;單分散聚苯乙烯微球的制備與表征[J];江蘇技術(shù)師范學院學報;2012年02期

3 汪啟年;王t

本文編號：351667