凹凸棒-无机盐复合材料应用于废水处理的研究

摘要

本文主要考察凹凸棒-无机盐复合材料在废水处理方面的研究及应用。主要内容包括：
　　 ⑴以凹凸棒为原料,采用氯化钙改性凹凸棒粘土,对其进行了TEM、IR光谱分析。用改性后的凹凸棒泥浆处理亚甲基蓝废水,分别对亚甲基蓝的初始浓度、废水pH、废水温度、搅拌速度几方面对其研究。讨论了动力学和热力学吸附性质。结果表明:在实验范围内,凹凸棒泥浆对亚甲基蓝的吸附可以用Langmuir吸附等温线很好的描述,吸附过程符合准二级动力学方程。计算得△G0＜0,△H0＜0,△S0＜0,说明此吸附是一个自发、放热、向有序性变化的过程。
　　 ⑵针对氯化钙改性凹凸棒复合材料使用后的废渣回收利用问题进行研究。主要从焙烧和吡啶改性两方面对凹凸棒废渣其回收使用,实现资源化利用。400℃焙烧废渣利用6次后,随着吸附剂活性位点的降低,吸附性能下降。采用吡啶改性后的废渣对亚甲基蓝也有一定得吸附作用。研究以过氧化二苯甲酰为引发剂,以吡啶为单体改性凹凸棒废渣处理亚甲基蓝废水,经过实验表明,两者方法均可使得凹凸棒废渣得到利用。尤其采用后者方法,可以将回收改性后的吸附剂用于其它有机废水的深度处理当中,起到资源循环利用的目的。
　　 ⑶采用钙盐制备凹凸棒干燥剂,通过不同条件下制备性能表明,随着凹凸棒中氯化钙填充越多,干燥剂对水分的吸收越好。通过几种方法比较,比表面积越小,说明钙盐嵌入凹凸棒层越多,有利于吸收水分。
　　 ⑷采用铁盐、铁盐和铝盐以原料,分别采用分步滴定法制备凹凸棒铁氧体催化剂和凹凸棒/聚合铝铁絮凝剂。通过研究各自的制各方法和条件,对化工废水的催化氧化性能和生活污水的絮凝试验进行检测。利用正交试验优化了废水反应条件,结果表明,用凹凸棒负载的催化剂和絮凝剂对废水降解有明显效果。此次试验,进一步研究了凹凸棒在废水处理方面的应用价值和有效性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 综述

1.1 工业废水处理概况

1.1.1 工业废水处理特点

1.1.2 处理方法

1.2 凹凸棒的研究状况

1.2.1 凹凸棒概述

1.2.2 国外开发利用现状

1.2.3 国内研究现状

1.2.4 凹凸棒改性及其复合材料的应用

1.3 展望

第2章 实验部分

2.1 实验药品与仪器

2.1.1 药品

2.1.2 仪器

2.2 实验方法

2.2.1 实验原料的制备

2.2.2 复合材料的表征

2.3 废水水质及相关指标的测定

2.3.1 废水水质

2.3.2 废水相关指标测定

第3章 氯化钙改性凹凸棒对亚甲基蓝吸附的研究

3.1 前言

3.2 实验方法

3.2.1 吸附动力学实验

3.2.2 吸附平衡实验

3.3 实验结果与分析

3.3.1 氯化钙改性凹凸棒的表面结构分析

3.3.2 改性凹凸棒对亚甲基蓝的吸附影响因素

3.3.3 热力学性质分析

3.4 氯化钙改性凹凸棒泥浆与亚甲基蓝的脱色剂机理

3.5 吸附剂的回收利用

3.6 本章小结

第4章 吡啶改性凹凸棒废渣对亚甲基蓝废水的吸附

4.1 前言

4.2 吸附实验

4.2.1 吸附动力学实验

4.2.2 吸附等温线实验

4.3 吸附动力学研究

4.3.1 动力学模型

4.3.2 内扩散速率方程

4.4 吸附热力学

4.4.1 吸附等温线

4.4.2 热力学计算

4.5 凹凸棒废渣资源化利用

4.6 本章小结

第5章 凹凸棒其它复合材料在废水中的应用

5.1 前言

5.2 实验部分

5.2.1 复合干燥剂吸水实验

5.2.2 凹凸棒/铁氧体催化氧化化工废水实验

5.2.3 凹凸棒/聚合铝铁复合絮凝剂的性能检测

5.3 实验结果与分析

5.3.1 凹凸棒干燥剂吸水性能的影响

5.3.2 催化剂对化工废水的影响

5.3.3 凹凸棒/聚合铝铁絮凝剂在水处理中的应用

5.3.4 APAFC在废水处理中的应用机理

5.4 本章小结

第6章 文章总结

参考文献

致谢

附录A:攻读学位期间发表的论文