硅藻土基复合吸附材料的制备、表征及其吸附性能的研究

摘要

近几年国内外各水域富营养化严重，磷是导致富营养化现象产生的重要原因。因此研发高效吸附材料是控制此种环境污染的研究热点。本文研究内容如下：
　　（1）将基材硅藻土，与辅材钢渣、粉煤灰进行复合烧结，制取颗粒吸附材料。综合对比不同辅材时的吸磷性能，确定选用钢渣作为制备复合吸附材料的辅材。
　　（2）通过制备条件的单因素试验和正交试验，综合材料强度和吸磷性能，确定其最佳制备条件为：质量配比6:4，黏结和致孔材料含量分别为25％和8%，烧结时间和温度分别为120min和700℃。
　　（3）通过试验分析，温度为25℃、投加量22.5g/L、pH=7、吸附时间为16h时，复合吸附材料吸磷效果最佳。
　　（4）通过复合吸附材料的静态浸出试验，得出复合吸材料能提供生成钙磷沉淀的微环境，并且供钙释碱的稳定性影响吸磷效果。复合吸附材料的供钙释碱动力学分析说明，其供钙过程为慢反应扩散机制。
　　（5）通过吸磷性能机理试验分析表明，吸磷过程可用L型等温方程以及准二级动力学描述，温度升高而吸附量增加。热力学分析，其对磷的吸附是吸热过程，反应自发进行，对温度轻度敏感的。吸磷时同时存在物理吸附和化学吸附，以化学吸附为主，主要是生成了磷酸钙等沉淀。复合吸附材料吸磷饱和后，在蒸馏水中的解吸率很低，稳定性好，在3%HCl溶液中解吸率可以达到70%以上，可回收利用。

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第1章 绪论

1.1本课题的研究背景

1.2国内外吸磷技术汇总

1.3硅藻土性能及应用情况

1.4工业废渣吸磷应用

1.5本课题的研究意义及内容

第2章 试验材料及方法

2.1试验原材料

2.2复合吸附材料的制备

2.3仪器和试剂

2.4分析测试方法

2.5计算方法

第3章 复合吸附材料制备及表征

3.1辅材选择

3.2制备条件单因素试验

3.3正交试验

3.4复合吸附材料表征

3.5复合吸附材料优势分析

3.6本章小结

第4章 复合吸附材料吸磷性能研究

4.1试验内容

4.2实验结果与分析

4.3本章小结

第5章 复合吸附材料供钙释碱性能分析

5.1试验内容

5.2试验结果与分析

5.3本章小结

第6章 复合吸附材料吸磷机理研究

6.1试验内容

6.2试验结果分析

6.3复合吸附材料吸附过程的表征分析

6.4解吸试验

6.5本章小结

第7章 结论与建议

7.1结论及创新点

7.2建议

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文