鎂鐵類水滑石及復(fù)合氧化物制備及其對(duì)水中腐殖酸去除效果的研究.pdf

1、本論文研究了鎂鐵類水滑石及其復(fù)合氧化物的制備和表征，以及其對(duì)水中腐賄酸的吸附效果。 采用共沉淀法制備鎂鐵類水滑，研究了金屬離子摩爾比、pH值、反應(yīng)溫度等反應(yīng)條件對(duì)鎂鐵類水滑石性質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)控制反應(yīng)條件，制備出晶相單一，結(jié)晶度良好，層狀結(jié)構(gòu)明顯，晶粒均勻的鎂鐵類水滑石。 通過(guò)TEM、XRD、TG-DTA、IR、BET表征手段分別對(duì)鎂鐵類水滑石及其復(fù)合氧化物的晶形形貌、晶形結(jié)構(gòu)、紅外性能、熱性質(zhì)、BET比表面積進(jìn)

2、行了研究。結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)制備的樣品具有鎂鐵類水滑石及其復(fù)合氧化物的特征。即鎂鐵類水滑石具有層狀雙金屬氫氧化物的結(jié)構(gòu)，呈六邊形形態(tài)；鎂鐵類水滑石經(jīng)過(guò)723k焙燒，層狀結(jié)構(gòu)消失，形成了金屬?gòu)?fù)合氧化物。并對(duì)其記憶效應(yīng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)將其置于腐殖酸水溶液中，可實(shí)現(xiàn)其層狀結(jié)構(gòu)重建。 通過(guò)鎂鐵類水滑石及其復(fù)合氧化物對(duì)水中腐殖酸的去除效果的實(shí)驗(yàn)，研究了其吸附性能。并且討論了投加量、pH值、溫度、離子強(qiáng)度、反應(yīng)時(shí)間等反應(yīng)條件對(duì)吸附效果的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)

3、現(xiàn)增大投加量、升高溫度、增大離子強(qiáng)度、延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，有利于吸附效果的提高，而改變pH值對(duì)吸附效果的影響不大。研究了不同鎂鐵比對(duì)鎂鐵類水滑石吸附效果的影響，發(fā)現(xiàn)鎂鐵比為4的類水滑石的吸附效果最好。比較焙燒溫度對(duì)金屬?gòu)?fù)合氧化物吸附效果的影響,發(fā)現(xiàn)在723k制得的樣品的吸附效果最好。 對(duì)鎂鐵類水滑石吸附熱力學(xué)進(jìn)行研究，F(xiàn)reundlich和Langmuir吸附等溫方程都能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行較好的擬和。根據(jù)Langmuir吸附等溫方程的參數(shù)可知

4、，在291K和313K，鎂鐵類水滑石對(duì)腐殖酸的單層最大吸附量分別為17.67mg／g、和28.10 mg／g。 對(duì)鎂鐵類水滑石吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，Lagergren一級(jí)吸附速率模型、Pseudo 二級(jí)吸附速率模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型的動(dòng)力學(xué)方程來(lái)擬數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)判斷，Pseudo二級(jí)吸附速率模型更為合適。吸附有2個(gè)過(guò)程：界面層擴(kuò)散(boundary diffusion)即膜擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散(interpartical diff

5、usion)。 對(duì)鎂鐵復(fù)合氧化物吸附熱力學(xué)進(jìn)行研究，F(xiàn)reundlich和Langmuir吸附等溫方程都能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行較好的擬和。在291K和313K，鎂鐵復(fù)合氧化物對(duì)腐殖酸的單層最大吸附量分別為36.06 mg／g和46.75 mg／g，去除效果比鎂鐵類水滑石好。 對(duì)鎂鐵復(fù)合氧化物吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，根據(jù)相關(guān)系數(shù)判斷，Pseudo二級(jí)附速率模型更為合適其吸附數(shù)據(jù)。吸附有2個(gè)過(guò)程：界面層擴(kuò)散(boundarydiffu

6、sion)即膜擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散(interpartical diffusion)。 對(duì)腐殖酸的去除機(jī)理進(jìn)行討論。首先，由于鎂鐵類水滑石帶正電荷、腐殖酸帶負(fù)電荷，二者之問(wèn)存在靜電引力，同時(shí)二者都具有較大的比表面積，所以在鎂鐵類水滑石的表面發(fā)生對(duì)腐殖酸的吸附。其次，由于鎂鐵類水滑石具有羥基，可以與腐殖酸分子發(fā)生絡(luò)合作用，增大吸附量；同時(shí)鎂鐵類水滑石層間的碳酸根與腐殖酸分子之間進(jìn)行少量的離子交換。鎂鐵類水滑石復(fù)合氧化物對(duì)腐殖酸的去除