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巯基化膨润土对铅的吸附解吸行为及土壤修复研究

作　者: 熊琼仙
导　师: 陈文
学　校: 成都理工大学
专　业: 分析化学
关键词: 巯基化膨润土铅吸附解吸土壤修复
分类号: O647.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文采用室内研究的方法,以巯基化膨润土为对象,研究了pH值、离子强度、投加量、温度和时间等因素对巯基化膨润土吸附铅的影响,并讨论了模拟酸雨pH值、离子强度、解吸时间和解吸温度对巯基化膨润土上铅解吸的影响,探讨了巯基化膨润土对铅的吸附、解吸热力学和动力学机理。并通过土壤培养实验,研究了巯基化膨润土对铅污染土壤的修复,为土壤铅污染的修复提供科学的参考依据。研究如下：1.通过红外光谱(IR)法对钙基膨润土和吸附前后的巯基化膨润土的官能团进行了比较分析,确定-SH已经连接在膨润土上,且铅与巯基化膨润土上的-SH进行了结合。2.进行了巯基化膨润土吸附铅的最佳条件实验,得到了最佳的吸附条件为：25℃下,在溶液pH=6.0,离子强度为0.10mol/L的KNO3,吸附时间为60min,固液比为1：200。在最佳条件下,铅的浓度为100mg/L,对铅的去除率达到了98%以上。模拟酸雨解吸实验表明：在pH=3.5下,模拟酸雨离子强度、解吸时间和温度条件对铅在巯基化膨润土上的解吸几乎没有影响,解吸率趋于0,而对钙基膨润土上铅的解吸影响较大,酸雨可以将其吸附的铅解吸下来。3.对巯基化膨润土吸附铅的热力学及动力学研究表明：在20℃、30℃、40℃、50℃下,巯基化膨润土对铅的吸附热力学符合Langmuir等温线方程和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温线方程。巯基化膨润土对铅的吸附动力学可以用准二级动力学方程来描述,其线性相关系数高达0.999以上。模拟酸雨的解吸动力学行为研究说明：在20℃、30℃、40℃、50℃下,模拟酸雨对铅在巯基化膨润土上的解吸动力学行为均可用准二级动力学方程来描述。4.在巯基化膨润土修复模拟铅污染土壤和铅镉污染土壤的研究中发现：用pH=3.5的模拟酸雨对铅的浸出率均很低,都在0.05%以下,说明在自然酸雨的条件下,污染土壤中加入“巯基化膨润土”与否,对铅的吸附性差异不大。而用0.005mol/L二乙烯三胺五乙酸+0.01mol/L CaCl2+0.1mol/L三乙醇胺的混合提取剂对铅的浸出率均较高,随着土壤中添加的铅浓度的提高,有效态铅的浸出率逐渐增加,而同一铅浓度下,加入巯基化膨润土进行修复的污染土壤中有效态铅的浸出率则较低。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章引言  10-21
  1.1 选题依据及研究意义  10-13
    1.1.1 铅及其危害  10-11
    1.1.2 土壤中铅污染的来源  11-12
    1.1.3 土壤中铅污染现状  12-13
  1.2 除铅方法研究进展  13-15
  1.3 粘土矿物研究进展  15-17
  1.4 改性膨润土除铅研究现状  17-18
  1.5 铅污染土壤修复研究进展  18-19
  1.6 研究课题来源  19
  1.7 研究的主要内容和创新点  19-21
第2章实验部分  21-27
  2.1 实验主要材料及仪器  21-23
    2.1.1 实验用膨润土的来源  21
    2.1.2 实验所用模拟酸雨的来源  21-22
    2.1.3 实验所用供试土壤的来源  22
    2.1.4 主要试剂  22
    2.1.5 主要仪器  22-23
  2.2 实验研究方法  23-27
    2.2.1 铅的分析方法  23-24
    2.2.2 巯基化膨润土的制备  24
    2.2.3 吸附条件实验  24
    2.2.4 吸附热力学实验  24
    2.2.5 吸附动力学实验  24-25
    2.2.6 解吸条件实验  25
    2.2.7 解吸动力学实验  25-26
    2.2.8 土壤修复实验  26-27
第3章铅在巯基化膨润土上的吸附研究  27-43
  3.1 巯基化膨润土IR表征  27-28
  3.2 吸附条件对铅吸附的影响  28-33
    3.2.1 吸附剂用量对吸附的影响  28-29
    3.2.2 pH值对吸附的影响  29-30
    3.2.3 离子强度对吸附的影响  30-31
    3.2.4 温度对吸附的影响  31
    3.2.5 时间对吸附的影响  31-32
    3.2.6 铅的饱和吸附容量  32-33
  3.3 吸附热力学研究  33-38
    3.3.1 等温吸附曲线  33
    3.3.2 等温吸附模型  33-37
    3.3.3 吸附热力学行为  37-38
  3.4 吸附动力学研究  38-41
    3.4.1 吸附动力学曲线  38-39
    3.4.2 吸附动力学方程  39-40
    3.4.3 吸附动力学讨论  40-41
  3.5 小结  41-43
第4章铅在巯基化膨润土上的解吸研究  43-50
  4.1 模拟酸雨对解吸铅的影响  43-45
    4.1.1 模拟酸雨pH值对解吸的影响  43-44
    4.1.2 模拟酸雨离子强度对解吸的影响  44
    4.1.3 时间对解吸的影响  44-45
    4.1.4 温度对解吸的影响  45
  4.2 解吸动力学研究  45-48
    4.2.1 解吸动力学曲线  45-46
    4.2.2 解吸动力学讨论  46-48
  4.3 小结  48-50
第5章巯基化膨润土对土壤修复研究  50-53
  5.1 污染土壤培养  50
  5.2 土壤中有效态重金属的提取及测定  50
  5.3 土壤中重金属铅的修复效果  50-52
  5.4 小结  52-53
结论  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-60
攻读学位期间取得学术成果  60

巯基化膨润土对铅的吸附解吸行为及土壤修复研究

内容摘要

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