白云石/蒙脫石/秸稈復(fù)合材料去除溶液中鉻（Ⅵ）的性能研究

【摘要】：近年來，水體鉻污染事件頻頻發(fā)生，已經(jīng)逐漸成為全國性的問題而受到政府和民眾的廣泛關(guān)注。治理水體鉻污染問題除了規(guī)范立法，加強(qiáng)鉻污染企業(yè)的監(jiān)管力度之外，努力發(fā)展鉻污染治理技術(shù)成為解決污染問題的重中之重。調(diào)查國內(nèi)外目前研究進(jìn)展發(fā)現(xiàn)，吸附法由于其效果顯著、操作簡便且環(huán)境友好已經(jīng)成為應(yīng)用較廣泛的去除水體鉻污染物的重要手段。 本研究采用天然礦石材料及農(nóng)業(yè)廢棄物合成多孔性復(fù)合吸附劑，著力于探究該吸附劑對水溶液中六價鉻Cr(VI)的吸附特性，為吸附除鉻材料的開發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。該復(fù)合吸附劑不僅提高了單一材料的吸附性能，且增強(qiáng)了對環(huán)境的適應(yīng)性，有效利用了農(nóng)業(yè)廢棄物，易于回收避免阻塞。 研究篩選出白云石、蒙脫石、玉米秸稈三種粉末，以5:3:1的質(zhì)量比例混合制成直徑2~3mm的球形顆粒，并在700℃高溫條件下煅燒以制備成復(fù)合吸附劑用于實驗研究。靜態(tài)吸附實驗中調(diào)查了吸附劑量、接觸時間、溶液pH值、溫度以及共存離子對吸附性能的影響。復(fù)合吸附劑對溶液中Cr(VI)的吸附基本上在72h內(nèi)可以達(dá)到平衡。溶液中Cr(VI)的去除率隨著吸附劑量的增加而增加，但是當(dāng)溶液pH從2.0增加到11.0的過程中，Cr(VI)去除率出現(xiàn)先增大，然后平穩(wěn)，最后略微減少的趨勢，最大去除率86%在pH處于4~9時得到。復(fù)合吸附劑對溶液中Cr(VI)的吸附量隨著溫度的升高而增加，表明溫度升高有利于吸附過程的發(fā)生。這一結(jié)論也通過吸附熱力學(xué)研究得到證實，吸附能評估研究得出反應(yīng)過程為吸熱過程，并且屬于自發(fā)反應(yīng)。另外，吸附過程符合偽二級動力學(xué)模型，通過擬合顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合吸附劑對溶液中Cr(VI)的吸附過程不是僅由內(nèi)擴(kuò)散步驟控制的。吸附等溫線研究表明，該吸附過程更加符合Langmuir型吸附，說明復(fù)合吸附劑表面的均勻性，且物理吸附可能影響整個吸附過程。 【關(guān)鍵詞】：鉻吸附 復(fù)合材料 白云石 蒙脫石 玉米秸稈
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O647.3;X52
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 前言9-24
• 1.1 研究背景9-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 國內(nèi)外常用的除鉻技術(shù)和方法12-14
• 1.2.2 國內(nèi)外常用的吸附除鉻材料14-18
• 1.2.2.1. 環(huán)境礦物材料14-15
• 1.2.2.2. 農(nóng)林廢棄物15-16
• 1.2.2.3. 工業(yè)廢棄物16-17
• 1.2.2.4. 聚合物17
• 1.2.2.5. 微生物吸附劑17-18
• 1.2.3 本研究使用材料概述18-20
• 1.3 研究目的及意義20-21
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線21-24
• 1.4.1 研究內(nèi)容21
• 1.4.2 創(chuàng)新點(diǎn)21-23
• 1.4.3 技術(shù)路線23-24
• 第2章 復(fù)合材料的制備和優(yōu)化24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 材料與方法24-27
• 2.2.1 實驗試劑和材料24-25
• 2.2.2 實驗儀器25-26
• 2.2.3 分析方法26
• 2.2.4 實驗方法26-27
• 2.3 實驗結(jié)果與討論27-32
• 2.3.1 原材料的篩選27-28
• 2.3.2 原材料的混合配比優(yōu)化28-30
• 2.3.3 復(fù)合材料煅燒溫度優(yōu)化30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 吸附除鉻性能研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 材料與方法33-34
• 3.2.1 實驗試劑和材料33-34
• 3.2.2 實驗儀器34
• 3.2.3 分析方法34
• 3.2.4 實驗方法34
• 3.3 實驗結(jié)果與討論34-42
• 3.3.1 吸附劑量對吸附效果的影響34-35
• 3.3.2 接觸時間對吸附效果的影響35-37
• 3.3.3 溶液 pH 對吸附效果的影響37-38
• 3.3.4 溫度對吸附效果的影響38-39
• 3.3.5 溶液共存離子對吸附效果的影響39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 吸附除鉻機(jī)理研究43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 材料與方法43-44
• 4.2.1 實驗試劑和材料43
• 4.2.2 實驗儀器43
• 4.2.3 實驗方法43-44
• 4.3 實驗結(jié)果與討論44-54
• 4.3.1 復(fù)合材料的理化特性表征44-45
• 4.3.2 復(fù)合材料吸附鉻（VI）的動力學(xué)研究45-49
• 4.3.3 復(fù)合材料吸附鉻（VI）的等溫線研究49-52
• 4.3.4 復(fù)合材料吸附鉻（VI）的熱力學(xué)研究52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 結(jié)論與建議55-57
• 5.1 結(jié)論55-56
• 5.2 建議56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 附錄63
• 個人簡歷63
• 受教育情況63
• 在讀期間論文發(fā)表情況63

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