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《吉林大学》 2011年
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工业废水处理暨纳米碳酸钙的制备

王卓  
【摘要】:由于环境污染的日益严重,我国的水资源严重短缺,将工业废水作为有用资源回收利用和循环应用成为现今工业废水处理的发展趋势。本论文利用废水中含有的钙离子、碳酸根粒子等制备纳米碳酸钙以及纳米碳酸钙/二氧化硅复合材料,通过控制反应条件,增加碳酸钙产品的应用范围及废水中碱的回收,以达到降解废水的目的,实现废水的二次利用。 (1)通过滴定分析法计算得环氧丙烷废水中钙离子的含量0.1876mol/L,确定了参与反应的无水碳酸钠的使用量。通过对碳酸钙的制备条件如反应温度、碳酸钠溶液的浓度、搅拌速度、碳酸钠溶液滴加速度等因素的考察,讨论了这些因素对纳米碳酸钙的晶型及粒径大小的影响。得到了制备小粒径纳米碳酸钙的最佳条件:反应温度:25℃,搅拌速度:300r/min,碳酸钠溶液浓度:0.1876mol/L,碳酸钠溶液的滴加速度:10ml/min。对碳酸钙样品的一系列表征也证明了从环氧丙烷废水中制备的纳米碳酸钙为方解石型晶体,纯度较高,最小粒径可达30nm。 (2)通过滴定分析得出稻壳灰制备二氧化硅后所得滤液中碳酸钠与碳酸氢钠的浓度,并配置浓度适宜的氢氧化钙溶液,通过氢氧化钙与碳酸钠(碳酸氢钠)反应制备碳酸钙。论文中考察了不同制备条件对碱溶液中纳米CaCO3粉体形貌及粒径大小的影响,研究了反应机理。并通过对反应溶液的浓度、体积以及不同过滤方式进行讨论,得到了回收利用碱溶液的最佳条件。最终回收的氢氧化钠溶液浓度与蒸煮稻壳灰时所用的碱浓度基本相符,可以循环应用。 (3)用碳化法将二氧化硅包覆在新鲜纳米碳酸钙表面,制备CaCO3/SiO2复合粒子。通过粒度分析、XRD衍射谱图及TEM等表征手段验证了复合粒子的核壳结构。讨论了碳化温度、硅酸钠溶液浓度、碳化气体比例等因素对CaCO3/SiO2复合粒子抗酸性能的影响,得到了碳化法制备CaCO3/SiO2复合粒子的最佳反应条件。当碳化温度为80℃,硅酸钠溶液浓度为20%,CO2占总气体比例的30%时,制备的CaCO3/SiO2复合粒子包覆效果最好,SiO2包覆层厚约10nm,且产品具备一定的抗酸性。 本论文通过降低废水中钙离子含量及碱含量实现降解废水及废水二次利用的目的。从废水中制备的纳米碳酸钙和碳酸钙/二氧化硅包覆材料可以广泛用于塑料、橡胶、油漆、建筑等行业中,创造了经济价值,且实现了碱的循环利用,降低了生产成本。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703.5

【参考文献】
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