海泡石复合水处理剂的研制及其处理染料废水性能研究
【摘要】：
海泡石是一种富镁非金属粘土矿,其原矿比表面积达,有较好的吸附能力、良好的耐腐蚀性、热稳定性、抗盐性等特性,本文旨在开发其在环境领域内强大的应用潜力。
一方面,本文利用海泡石强大的阳离子交换能力,采用Fe~(3+)和Al~(3+)对海泡石原矿进行改性,成功制得高效Fe-海泡石和高效Al-海泡石复合吸附剂,研究了最佳复合条件以及复合吸附剂对活性艳兰模拟染料废水的吸附性能。结果表明,所研制复合吸附剂能很好的去除目标污染物,吸附处理60min模拟废水脱色率达99%;吸附容量最高可达58.44mg/g,与同条件下的活性炭及海泡石原矿相比,最高吸附容量分别提高了3-4倍和9-10倍;复合吸附剂处理活性艳兰染料废水pH值、温度适用范围广;能有效再生,再生重复利用12次以上保持良好的脱色能力。
另一方面,本文通过焦硫酸钾熔融法和钛酸丁酯溶胶法制得TiO2酸性溶胶,然后通过浸渍、振荡等手段制得两种TiO2/海泡石复合光催化剂,并研究了复合光催化剂对活性艳兰模拟染料废水的吸附和光催化性能。研究表明,复合材料的吸附速率和吸附容量较之原矿粉都有很大提升;在光催化体系中,活性艳兰高的去除率(96%)并不是简单的吸附行为,而是发生了光催化降解被完全矿化而去除,这都说明Ti已经成功嵌入到海泡石的层间结构中;pH值对于光催化降解的影响主要表现在复合光催化剂对活性艳兰染料吸附行为的影响;H2O2的加入能普遍的提升光催化降解的速率。实验结果还表明,通过焦硫酸钾熔融法制得TiO2酸性溶胶能更好的嵌入海泡石层间结构,进而得到更高效率的TiO2/海泡石光催化剂。
【关键词】：海泡石 复合吸附剂 TiO_2 复合光催化剂 吸附 光催化 染料废水 【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X788
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2007.215635
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 引言10-11
- 第一章 文献综述11-28
- 1.1 海泡石结构特性及应用研究现状11-19
- 1.1.1 海泡石结构11-12
- 1.1.2 海泡石特性12-14
- 1.1.3 海泡石改性研究14-16
- 1.1.4 海泡石在环境领域中应用现状16-19
- 1.2 染料废水的特点及处理现状19-23
- 1.2.1 染料废水的来源及特点19-20
- 1.2.2 染料废水常用治理方法20-23
- 1.3 TiO_2光催化原理及强化光催化活性研究进展23-26
- 1.3.1 TiO_2 光催化原理23
- 1.3.2 TiO_2 光催化活性强化研究进展23-26
- 1.4 本文的研究目的、意义及内容26-28
- 第二章 海泡石复合水处理剂的制备28-34
- 2.1 海泡石原矿来源和成分28
- 2.2 FE-海泡石和AL-海泡石复合吸附剂的制备28-31
- 2.2.1 试剂与设备28-29
- 2.2.2 制备原理29
- 2.2.3 制备过程与方法29
- 2.2.4 改性试剂种类的选取29-30
- 2.2.5 改性试剂用量的确定30-31
- 2.3 TiO_2/海泡石复合光催化剂的制备31-33
- 2.3.1 试剂与设备31
- 2.3.2 制备原理31
- 2.3.3 原矿预处理31-32
- 2.3.4 1#粉的制备过程与方法32
- 2.3.5 2#粉的制备过程与方法32-33
- 2.4 本章小结33-34
- 第三章 FE-海泡石, AL-海泡石复合吸附剂处理染料废水实验研究34-49
- 3.1 试验材料与方法34-35
- 3.1.1 材料与设备34
- 3.1.2 试验方法34-35
- 3.2 吸附影响因素研究35-38
- 3.2.1 复合吸附剂用量的影响35-36
- 3.2.2 溶液初始pH 值的影响36-37
- 3.2.3 吸附时间的影响37
- 3.2.4 吸附反应温度的影响37-38
- 3.3 吸附等温线的测定与拟合38-41
- 3.3.1 吸附等温线测定38
- 3.3.2 吸附等温线拟合38-41
- 3.4 最大吸附容量测定41-42
- 3.5 吸附性能比较42-43
- 3.5.1 吸附速率的对比42-43
- 3.5.2 最大吸附容量的对比43
- 3.6 再生研究43-47
- 3.6.1 强碱再生44-46
- 3.6.2 高温焙烧再生46-47
- 3.7 本章小结47-49
- 第四章 TiO_2/海泡石复合光催化剂处理染料废水实验研究49-60
- 4.1 试验材料与方法49-50
- 4.1.1 材料与设备49
- 4.1.2 试验方法49-50
- 4.2 吸附性能研究50-54
- 4.2.1 光催化剂与吸附剂对比实验50-51
- 4.2.2 初始pH 值对吸附效果的影响51-52
- 4.2.3 光催化剂用量对吸附效果的影响52
- 4.2.4 吸附模型拟合52-53
- 4.2.5 小结53-54
- 4.3 光催化性能研究54-59
- 4.3.1 对比实验54-55
- 4.3.2 初始pH 值对脱色率的影响55-56
- 4.3.3 光催化剂用量对脱色率的影响56-57
- 4.3.4 H_2O_2 用量对降解效率的影响57
- 4.3.5 光催化过程pH 值变化57-58
- 4.3.6 小结58-59
- 4.4 本章小结59-60
- 结论与建议60-62
- 1 结论60-61
- 2 建议61-62
- 参考文献62-65
- 致谢65-66
- 附录(攻读学位期间公开发表的论文)66
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