鎂鐵類水滑石及復合氧化物制備及其對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合氧化物的制備和表征，以及其對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、反應溫度等反應條件對鎂鐵類水滑石性質的影響。實驗證明，通過控制反應條件，制備出晶相單一，結晶度良好，層狀結構明顯，晶粒均勻的鎂鐵類水滑石。 通過TEM、XRD、TG-DTA、IR、BET表征手段分別對鎂鐵類水滑石及其復合氧化物的晶形形貌、晶形結構、紅外性能、熱性質、BET比表面積進

2、行了研究。結果表明實驗制備的樣品具有鎂鐵類水滑石及其復合氧化物的特征。即鎂鐵類水滑石具有層狀雙金屬氫氧化物的結構，呈六邊形形態(tài)；鎂鐵類水滑石經(jīng)過723k焙燒，層狀結構消失，形成了金屬復合氧化物。并對其記憶效應進行研究，發(fā)現(xiàn)將其置于腐殖酸水溶液中，可實現(xiàn)其層狀結構重建。 通過鎂鐵類水滑石及其復合氧化物對水中腐殖酸的去除效果的實驗，研究了其吸附性能。并且討論了投加量、pH值、溫度、離子強度、反應時間等反應條件對吸附效果的影響，實驗發(fā)

3、現(xiàn)增大投加量、升高溫度、增大離子強度、延長反應時間，有利于吸附效果的提高，而改變pH值對吸附效果的影響不大。研究了不同鎂鐵比對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。比較焙燒溫度對金屬復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。 對鎂鐵類水滑石吸附熱力學進行研究，F(xiàn)reundlich和Langmuir吸附等溫方程都能對數(shù)據(jù)進行較好的擬和。根據(jù)Langmuir吸附等溫方程的參數(shù)可知

4、，在291K和313K，鎂鐵類水滑石對腐殖酸的單層最大吸附量分別為17.67mg／g、和28.10 mg／g。 對鎂鐵類水滑石吸附動力學進行研究，Lagergren一級吸附速率模型、Pseudo 二級吸附速率模型和顆粒內擴散模型的動力學方程來擬數(shù)據(jù)，根據(jù)相關系數(shù)判斷，Pseudo二級吸附速率模型更為合適。吸附有2個過程：界面層擴散(boundary diffusion)即膜擴散和顆粒內擴散(interpartical diff

5、usion)。 對鎂鐵復合氧化物吸附熱力學進行研究，F(xiàn)reundlich和Langmuir吸附等溫方程都能對數(shù)據(jù)進行較好的擬和。在291K和313K，鎂鐵復合氧化物對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。 對鎂鐵復合氧化物吸附動力學進行研究，根據(jù)相關系數(shù)判斷，Pseudo二級附速率模型更為合適其吸附數(shù)據(jù)。吸附有2個過程：界面層擴散(boundarydiffu

6、sion)即膜擴散和顆粒內擴散(interpartical diffusion)。 對腐殖酸的去除機理進行討論。首先，由于鎂鐵類水滑石帶正電荷、腐殖酸帶負電荷，二者之問存在靜電引力，同時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)生絡合作用，增大吸附量；同時鎂鐵類水滑石層間的碳酸根與腐殖酸分子之間進行少量的離子交換。鎂鐵類水滑石復合氧化物對腐殖酸的去除