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磁性水滑石及其改性材料对六价铬及铜离子吸附性能的研究

作　者: 李松南
导　师: 李占双
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 应用化学
关键词: 类水滑石 磁性 吸附 六价铬离子 铜离子
分类号: O647.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 133次
引　用: 2次
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内容摘要


重金属离子污染治理正日益受到人们的重视。在各种处理方法中,吸附是重金属离子处理的一种最方便易行的方法,但是在用吸附方法处理污水后人们大多还采用沉淀、离心等方法回收产物。这样会导致能源的浪费和处理效率的降低。为了解决这一问题,本文将水滑石赋予磁性,用于处理水体中的重金属离子。采用共沉淀的方法将磁性介质与水滑石组装成磁性镁铝水滑石,并用焙烧和离子交换的方法获得了焙烧类磁性水滑石和柠檬酸插层的磁性水滑石。借助XRD、FT-IR、TG-DSC等测试手段对样品的组成和结构进行了表征。研究表明合成的样品均具有水滑石的层状结构,晶形良好,纯度很高。对水滑石的吸附性能进行了研究,在实验过程中对六价铬的吸附都在pH=6的条件下进行,而吸附铜离子的pH选择为5.5,吸附温度均为30℃。研究表明,磁性水滑石对水体中的六价铬阴离子和铜离子的最大吸附量分别为19.2和18.3 mg·g-1,而改性的焙烧类磁性水滑石和柠檬酸插层的磁性水滑石的最大吸附量分别达到69.4和40.1 mg·g-1。但随着磁性水滑石中Fe2+/Mg2+比值的增加吸附量下降,当Fe2+/Mg2+=0.1时吸附量为18.9和17.7 mg·g-1。Fe2+/Mg2+比值对改性水滑石的影响很大,当Fe2+／Mg2+=0.1焙烧水滑石的吸附量降至55.2 mg·g-1,柠檬酸插层的磁性水滑石则降至33.3 mg·g-1。通过分析得出吸附六价铬主要依靠化学键合作用和静电作用：而吸附铜离子主要依靠铜离子和水滑石层间硝酸根离子及水滑石所带羟基的作用生成的Cu2(OH)3NO3与水滑石的作用；焙烧类磁性水滑石吸附量增加的原因是焙烧后的水滑石的比表面积增大；而柠檬酸插层的磁性水滑石的吸附量增加的原因是铜离子与柠檬酸离子络合后插入层间或吸附在表面。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-25
  1.1 研究背景  11-20
    1.1.1 水滑石的概述  11-12
    1.1.2 水滑石的性质  12-14
    1.1.3 水滑石的合成方法  14-15
    1.1.4 水体重金属离子污染的危害  15-17
    1.1.5 水滑石在污染控制中的应用  17-18
    1.1.6 磁性材料简介  18-20
  1.2 国内外研究现状  20-22
  1.3 本论文的研究意义及主要工作  22-25
    1.3.1 研究意义  23
    1.3.2 主要工作  23-25
第2章 实验材料、制备方法及表征方法  25-29
  2.1 试剂与仪器  25
    2.1.1 实验试剂  25
    2.1.2 实验设备及仪器  25
  2.2 实验方法  25-27
    2.2.1 磁性介质的合成  26
    2.2.2 磁性MgAl-CO_3-LDH-X的合成  26-27
    2.2.3 MgAl-NO_3-LDH-X的合成  27
    2.2.4 CLDH-X的合成  27
    2.2.5 citrate-LDH-X的合成  27
  2.3 水滑石性能表征方法  27-28
    2.3.1 广角X射线衍射  28
    2.3.2 热重-差示扫描量热  28
    2.3.3 傅立叶变换红外光谱  28
    2.3.4 电感耦合等离子体质谱仪  28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 磁性水滑石及其改性材料的合成与表征  29-43
  3.1 XRD分析  29-33
  3.2 FT-IR分析  33-36
  3.3 TG-DSC分析  36-41
  3.4 磁性性能分析  41
  3.5 本章小结  41-43
第4章 水滑石对铜、铬离子的去除性能研究  43-58
  4.1 概述  43
  4.2 实验部分  43-45
    4.2.1 六价铬的吸附  43-44
    4.2.2 六价铬的脱附  44
    4.2.3 铜离子的吸附  44-45
    4.2.4 铜离子的脱附  45
    4.2.5 浓度的测定  45
  4.3 结果与讨论  45-56
    4.3.1 Cr(Ⅵ)的吸附  45-50
    4.3.2 铜离子的吸附  50-56
  4.4 本章小结  56-58
第5章 改性水滑石对铜、铬离子的去除性能研究  58-73
  5.1 概述  58
  5.2 实验部分  58-60
    5.2.1 六价铬的吸附  58-59
    5.2.2 六价铬的脱附  59
    5.2.3 铜离子的吸附  59-60
    5.2.4 铜离子的脱附  60
    5.2.5 浓度的测定  60
  5.3 结果与讨论  60-71
    5.3.1 六价铬的吸附  60-66
    5.3.2 铜离子的吸附  66-71
  5.4 本章小结  71-73
结论  73-75
参考文献  75-83
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  83-84
致谢  84

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 表面现象的物理化学 > 吸附
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