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《北京化工大学》 2011年
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层状复合金属氢氧化物对Ni~(2+)的吸附规律研究

赵阳  
【摘要】:本文分别合成了两种金属体系(Mg-Al;Zn-Al),不同M2+/M3+比例(2:1、3:1、4:1),不同客体(CO32-、NO3-、EDTA)插层的水滑石,利用XRD、IR、BET、SEM等多种表征手段研究了水滑石的结构,随后以水滑石为吸附剂对水中的Ni2+进行吸附实验。利用ICP确定溶液中Ni2+浓度随时间的变化,并对吸附过程进行动力学拟合,研究了水滑石对Ni2+的吸附规律。 由共沉淀法制备了Zn/Al投料比为(2:1,3:1,4:1),不同客体离子(CO32-, NO3-, EDTA)插层的LDHs,具有典型的水滑石层状结构,层间距的变化和FT-IT谱图表明CO32-, NO3-, EDTA分别插层成功。进而进行了吸附实验,Zn/Al投料比为(2:1)的ZnAl-CO3-LDHs具有最大的去除率,可达96%,其平衡吸附量可达19mg/g;利用动力学方程拟合其吸附过程,水滑石对于Ni2+的吸附过程符合准二级方程,表明LDHs与Ni2+的化学作用是吸附过程的速控步骤。Zn/Al投料比为(4:1)的ZnAl-EDTA-LDHs的吸附速率常数K2最大,可达0.12g·mg-1·min-1。 同样方法制备了Mg-Al体系的水滑石,并对其结构和吸附性能进行了表征,具有典型的水滑石层状结构,层间距的变化和FT-IT谱图表明CO32-,NO3-, EDTA分别插层成功。去除率最大的为Mg/Al投料比为(3:1)的MgAl-CO3-LDHs,其平衡吸附量可达84mg/g,用准二级动力学方程拟合Mg-Al体系对于Ni2+的吸附过程,其相关系数可无限趋近于1。而Mg/Al投料比为(2:1)的MgAl-NO3-LDHs的准二级吸附速率常数可达0.05g·mg-1·min-1, MgAl-EDTA-LDHs在3min内即可完成其快速吸附过程,5mmin左右达到吸附平衡。 综上所述,比表面积较大的水滑石是较好的Ni2+吸附剂,吸附速率较快,吸附量较大,特别是C032-插层的水滑石作为吸附剂,200min之内就能达到平衡,处理后的水溶液中Ni2+浓度最低达到0.0084 mg/L,远小于GB8978-2002中规定的0.5mg/L的排放标准。因此,水滑石有望于日后应用于含Ni2+废水的处理中。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

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【参考文献】
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