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层状氢氧化镁铝对水中无机阴离子吸附性能的研究

作　者: 李冬梅
导　师: 王海增
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋化学
关键词: 层状氢氧化镁铝焙烧吸附氟离子硫酸根离子
分类号: TU991.266
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

层状氢氧化镁铝(LDHs)是一种具有特殊层状结构的含镁功能材料,在吸附、离子交换和催化等领域有着广泛的应用。所用层状氢氧化镁铝是以工业级硫酸镁、硫酸铝、氢氧化钠和纯碱为原料,在水热条件下利用大型工业设备制备的。对样品进行XRD和IR分析,表明本法制备的层状氢氧化镁铝为碳酸根型LDHs,其结晶度高、且纯度高。对样品进行热重分析,发现LDHs有两次热分解过程,失重值与理论计算值基本吻合。以层状氢氧化镁铝及其500℃焙烧产物(CLDH-5)为吸附剂,研究了它们对水中氟离子、硫酸根离子的吸附性能。系统的考察了加入量、吸附时间、pH值、温度及溶液初始浓度对吸附的影响,探索吸附反应的最优条件。对比分析层状氢氧化镁铝及其焙烧产物吸附前后的XRD衍射图,探讨吸附机理。与其它吸附剂进行了比较。LDHs及其焙烧产物对水中氟和硫酸根离子吸附的机理分别是“离子交换”和“结构记忆”效应。在相同的条件下,LDHs对氟离子及硫酸根离子的吸附性能弱于其500℃焙烧产物。这是由于层间CO32-很稳定,其他阴离子很难把它从层间置换出来。焙烧层状氢氧化镁铝对水中氟离子的吸附反应在60min内吸附基本达到平衡,2g/LCLDH-5可以将5mg/L氟离子溶液处理为符合含氟标准的饮用水。溶液的pH在5.5~9.5之间对氟离子去除效果最好,吸附过程比较符合Langmuir吸附等温式,室温下其饱和吸附量为22.64mg/g。通过动力学分析得出吸附反应为一级反应,当吸附温度恒温在25、30、45℃时,Kc分别为11.821、9.869、4.682。吸附饱和的CLDH-5可以焙烧再生,且再生产物仍具有较高的吸附容量。但将CLDH-5再生-脱氟循环使用5次,饱和吸附量减少至10.37mg/g。用焙烧层状氢氧化镁铝对硫酸根离子进行吸附实验,结果表明吸附反应在90min内基本达到平衡。对于不同初始pH值的硫酸根离子溶液,焙烧层状氢氧化镁铝加入量的最佳范围是2~14g/L。pH对焙烧层状氢氧化镁铝吸附硫酸根离子影响较大,pH值较低时吸附效果较好。焙烧层状氢氧化镁铝对溶液具有一定的缓冲作用,处理后溶液的pH值随着初始pH值的增加而略有增加。吸附过程

层状氢氧化镁铝对水中无机阴离子吸附性能的研究

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