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新型硅镁胶的合成与吸附性能

作　者: 韩文军
导　师: 王海增
学　校: 中国海洋大学
专　业: 应用化学
关键词: 硅镁胶 水热法 吸附性能 染料 金属离子
分类号: TQ436
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文以泡花碱和镁盐为原料，采用水热法合成出三种新型硅镁胶（MSG-2.9、MSG-2.4、MSG-2.1），深入研究了水热合成的最佳条件。利用比表面积及孔径分析、差热-热重分析（TG-DTA）、红外光谱分析（IR）、X射线衍射分析（XRD）等现代分析手段对产物的结构进行了表征。研究了MSG-2.4对三种染料（亚甲基蓝、碱性品红、孔雀石绿）和两种金属离子(Co2+和Zn2+)的吸附性能，考察了不同因素对吸附性能的影响。三种新型硅镁胶（MSG-2.9、MSG-2.4、MSG-2.1）热稳定性良好，以无定形状态存在，比表面积较大，分别为744m2·g-1、708m2·g-1、635m2·g-1，平均孔径分别为7.08nm、7.59nm、7.46nm，处于中孔范围。研究了MSG-2.4对水溶液中三种染料（亚甲基蓝、碱性品红、孔雀石绿）的吸附性能。对三种染料的吸附均遵循伪二级动力学模型，吸附过程可用Langmuir吸附等温式描述。在15℃、25℃、35℃和45℃下，MSG-2.4对亚甲基蓝的饱和吸附量分别为1026.5、1044.68、1071.44和1145.76mg·g-1；对碱性品红的饱和吸附量分别为1057.5、1060.68、1063.49和1204.57mg·g-1；对孔雀石绿的饱和吸附量分别为758.03、1044.68、1186.36和1583.86mg·g-1。焙烧再生后，MSG-2.4仍具有较好的吸附性能。钴的同位素(60Co和58Co)为核电站废水放射性的主要元素，MSG-2.4对Co2+吸附过程遵循伪二级动力学模型，可用Langmuir吸附等温式描述，在25℃、30℃、35℃和40℃下，饱和吸附量分别为109.74、102.22、133.25和134.42mg·g-1；解吸法再生后，MSG-2.4仍具有较好的吸附性能。MSG-2.4吸附Zn2+的结果表明，对Zn2+吸附过程遵循伪二级动力学模型，可用Langmuir吸附等温式描述，在25℃、30℃、35℃和40℃下，MSG-2.4对Zn2+的饱和吸附量分别为18.4、22.55、24.67和24.7mg·g-1。解吸法再生后，MSG-2.4仍具有较好的吸附性能。上述研究表明，利用泡花碱和镁盐合成的新型硅镁胶有较大的比表面积，对水体中污染物有很好的吸附性能和再生性能，可以重复利用。本研究既为卤水中镁盐的大规模使用提供了新思路，同时合成出一种可用于治理污染物的吸附材料，达到了“双向”治理的目的。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-12
0 前言  12-13
1 文献综述  13-23
  1.1 卤水镁资源的开发和利用  13-14
  1.2 硅酸镁  14-18
    1.2.1 天然硅酸镁  14-17
    1.2.2 合成硅酸镁  17-18
  1.3 硅胶  18-20
    1.3.1 硅胶  18-19
    1.3.2 改性硅胶  19-20
  1.4 染料废水的处理方法  20-21
  1.5 金属离子废水的处理方法  21
  1.6 研究目的和内容  21-23
2 新型硅镁胶的合成与表征  23-39
  2.1 实验部分  23-25
    2.1.1 化学药品及仪器  23-24
    2.1.2 硅镁胶的合成  24
    2.1.3 硅镁胶的表征  24-25
  2.2 实验结果与讨论  25-38
    2.2.1 水热条件对硅镁胶的影响  25-27
    2.2.2 硅镁胶中 MgO 和 SiO_2含量测定  27-28
    2.2.3 不同原料配比对硅镁胶的影响  28-29
    2.2.4 水热过程对硅镁胶的影响  29
    2.2.5 硅镁胶的表征  29-38
  2.3 本章小结  38-39
3 新型硅镁胶对亚甲基蓝的吸附性能  39-51
  3.1 实验部分  39-42
    3.1.1 染料  39-40
    3.1.2 实验仪器及化学药品  40
    3.1.3 实验方法  40-42
  3.2 结果与讨论  42-49
    3.2.1 吸附时间的影响  42
    3.2.2 初始 pH 值的影响  42-43
    3.2.3 吸附剂用量的影响  43-44
    3.2.4 吸附温度对吸附的影响  44
    3.2.5 初始浓度的影响  44-45
    3.2.6 吸附等温线  45-48
    3.2.7 吸附动力学  48-49
    3.2.8 再生性能  49
  3.3 本章小结  49-51
4 新型硅镁胶对碱性品红和孔雀石绿的吸附性能  51-68
  4.1 实验部分  51-54
    4.1.1 染料  51-52
    4.1.2 实验仪器及化学药品  52
    4.1.3 实验方法  52-54
  4.2 结果与讨论  54-67
    4.2.1 吸附时间的影响  54-55
    4.2.2 初始 pH 值的影响  55-56
    4.2.3 吸附剂用量的影响  56-58
    4.2.4 吸附温度的影响  58-59
    4.2.5 初始浓度的影响  59-60
    4.2.6 吸附等温线  60-64
    4.2.7 吸附动力学  64-66
    4.2.8 再生性能研究  66-67
  4.3 本章小结  67-68
5 新型硅镁胶对 Co~(2+)和 Zn~(2+)的吸附性能  68-85
  5.1 实验部分  68-71
    5.1.1 实验仪器及化学药品  68-69
    5.1.2 实验方法  69-71
  5.2 结果与讨论  71-84
    5.2.1 吸附时间的影响  71-72
    5.2.2 吸附温度的影响  72-73
    5.2.3 初始 pH 值的影响  73-74
    5.2.4 吸附剂用量的影响  74-76
    5.2.5 初始浓度的影响  76-77
    5.2.6 吸附等温线  77-81
    5.2.7 吸附动力学  81-83
    5.2.8 再生性能研究  83-84
  5.3 本章小结  84-85
6 结论  85-87
参考文献  87-93
致谢  93-94
个人简历  94
发表的学术论文  94

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 胶粘剂工业 > 各种性能胶粘剂
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