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《西安建筑科技大学》 2010年
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改性膨润土制备及其对Cr~(6+)、Ni~(2+)重金属离子的吸附特性研究

高欢  
【摘要】: 膨润土因在我国储量丰富且具有许多优良的性能而被广泛应用于水处理中。但是膨润土原土的吸附效果并不理想,本文将膨润土通过不同方法进行改性,以期得到一种有效去除重金属离子的吸附剂,为价廉高效且资源丰富的膨润土的应用开拓更广阔的空间。 以膨润土提纯土为原料,制备了钠化膨润土、焙烧膨润土、有机改性土和锰基土,通过静态吸附试验研究投加量、吸附时间、pH值和水温对膨润土去除Cr6+、Ni2+的影响,确定了各种改性膨润土吸附Cr6+、Ni2+的最佳条件。同时进行了等温吸附研究,结果表明:Freundlich吸附等温模式和Langmuir吸附等温模式都能很好地描述改性膨润土对Cr6+、Ni2+的吸附等温线,但Freundlich吸附等温模式能更好地对其进行描述,这说明改性膨润土的吸附是介于单层或多层吸附之间,同时膨润土的吸附表面是不均匀的。进行了改性膨润土吸附Cr6+、Ni2+的动力学研究,分别用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对动力学曲线进行拟合。结果发现,改性膨润土对Cr6+、Ni2+具有良好的吸附性能,动力学数据满足准二级动力学方程。吸附受界面扩散和颗粒内扩散控制,两种吸附过程同时进行。 最后,对提纯土和各种改性膨润土去除Cr6+、Ni2+的效果进行了比较。结果表明改性膨润土的吸附性能较提纯土有很大提高。对于钠化膨润土来说,是因为钠化改性后膨润土比提纯土含有更多的可交换阳离子。而对于450℃焙烧土和600℃焙烧土来说,是因为在焙烧过程中,膨润土原土随着水温的上升先后失去了表面水、水化水和结构骨架中的结合水,这将大大减小水膜对Cr6+、Ni2+的吸附阻力,从而提高了吸附性能。有机改性土因其层间距明显增大,从而有利于以大阴离子团Cr2O72-或CrO42-存在的Cr6+进入膨润土层间,可发生层间交换吸附作用、层间吸附作用以及层间络合沉淀作用,这几种作用的共同发生,使得有机改性土的吸附性能大大提高。经过锰化改性的膨润土对Cr6+、Ni2+等重金属离子有良好的氧化还原等化学活性与表面吸附。通过锰氧化物的改性与优化,使膨润土的吸附性能得到了很大的改善。 综合各种实验数据及理论分析,改性膨润土在环境保护,特别是重金属离子废水处理中的应用具有重大的意义,在环境污染治理方面将有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

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