白云石/蒙脱石/秸秆复合材料去除溶液中铬（Ⅵ）的性能研究

【摘要】：近年来，水体铬污染事件频频发生，已经逐渐成为全国性的问题而受到政府和民众的广泛关注。治理水体铬污染问题除了规范立法，加强铬污染企业的监管力度之外，努力发展铬污染治理技术成为解决污染问题的重中之重。调查国内外目前研究进展发现，吸附法由于其效果显著、操作简便且环境友好已经成为应用较广泛的去除水体铬污染物的重要手段。 本研究采用天然矿石材料及农业废弃物合成多孔性复合吸附剂，着力于探究该吸附剂对水溶液中六价铬Cr(VI)的吸附特性，为吸附除铬材料的开发提供理论依据和技术支持。该复合吸附剂不仅提高了单一材料的吸附性能，且增强了对环境的适应性，有效利用了农业废弃物，易于回收避免阻塞。 研究筛选出白云石、蒙脱石、玉米秸秆三种粉末，以5:3:1的质量比例混合制成直径2~3mm的球形颗粒，并在700℃高温条件下煅烧以制备成复合吸附剂用于实验研究。静态吸附实验中调查了吸附剂量、接触时间、溶液pH值、温度以及共存离子对吸附性能的影响。复合吸附剂对溶液中Cr(VI)的吸附基本上在72h内可以达到平衡。溶液中Cr(VI)的去除率随着吸附剂量的增加而增加，但是当溶液pH从2.0增加到11.0的过程中，Cr(VI)去除率出现先增大，然后平稳，最后略微减少的趋势，最大去除率86%在pH处于4~9时得到。复合吸附剂对溶液中Cr(VI)的吸附量随着温度的升高而增加，表明温度升高有利于吸附过程的发生。这一结论也通过吸附热力学研究得到证实，吸附能评估研究得出反应过程为吸热过程，并且属于自发反应。另外，吸附过程符合伪二级动力学模型，通过拟合颗粒内扩散模型发现，该复合吸附剂对溶液中Cr(VI)的吸附过程不是仅由内扩散步骤控制的。吸附等温线研究表明，该吸附过程更加符合Langmuir型吸附，说明复合吸附剂表面的均匀性，且物理吸附可能影响整个吸附过程。 【关键词】：铬吸附 复合材料 白云石 蒙脱石 玉米秸秆
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O647.3;X52
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 前言9-24
• 1.1 研究背景9-12
• 1.2 国内外研究现状12-20
• 1.2.1 国内外常用的除铬技术和方法12-14
• 1.2.2 国内外常用的吸附除铬材料14-18
• 1.2.2.1. 环境矿物材料14-15
• 1.2.2.2. 农林废弃物15-16
• 1.2.2.3. 工业废弃物16-17
• 1.2.2.4. 聚合物17
• 1.2.2.5. 微生物吸附剂17-18
• 1.2.3 本研究使用材料概述18-20
• 1.3 研究目的及意义20-21
• 1.4 研究内容及技术路线21-24
• 1.4.1 研究内容21
• 1.4.2 创新点21-23
• 1.4.3 技术路线23-24
• 第2章 复合材料的制备和优化24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 材料与方法24-27
• 2.2.1 实验试剂和材料24-25
• 2.2.2 实验仪器25-26
• 2.2.3 分析方法26
• 2.2.4 实验方法26-27
• 2.3 实验结果与讨论27-32
• 2.3.1 原材料的筛选27-28
• 2.3.2 原材料的混合配比优化28-30
• 2.3.3 复合材料煅烧温度优化30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 吸附除铬性能研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 材料与方法33-34
• 3.2.1 实验试剂和材料33-34
• 3.2.2 实验仪器34
• 3.2.3 分析方法34
• 3.2.4 实验方法34
• 3.3 实验结果与讨论34-42
• 3.3.1 吸附剂量对吸附效果的影响34-35
• 3.3.2 接触时间对吸附效果的影响35-37
• 3.3.3 溶液 pH 对吸附效果的影响37-38
• 3.3.4 温度对吸附效果的影响38-39
• 3.3.5 溶液共存离子对吸附效果的影响39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 吸附除铬机理研究43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 材料与方法43-44
• 4.2.1 实验试剂和材料43
• 4.2.2 实验仪器43
• 4.2.3 实验方法43-44
• 4.3 实验结果与讨论44-54
• 4.3.1 复合材料的理化特性表征44-45
• 4.3.2 复合材料吸附铬（VI）的动力学研究45-49
• 4.3.3 复合材料吸附铬（VI）的等温线研究49-52
• 4.3.4 复合材料吸附铬（VI）的热力学研究52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 结论与建议55-57
• 5.1 结论55-56
• 5.2 建议56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-63
• 附录63
• 个人简历63
• 受教育情况63
• 在读期间论文发表情况63

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