含重金属的废水中阴阳离子的共吸附研究过程

摘要

因镀层表面硬度高、耐腐蚀、均匀、光洁度好等优点，化学镀工艺广泛应用于工业生产中，因而产生了大量污染废水。化学镀镍废水中含有大量的阴阳离子污染物(Ni2+和H2PO3-/H2PO2-)，及少量有机污染物。若废水超标排放，容易引起水体和土壤的污染，危害动植物及人体的健康。所以，必须采取高效、经济的措施治理化学镀镍废水。
　　在众多化学镀镍废水处理技术中，因操作简便、处理效率高、成本低和良好的再生吸附能力等优点，吸附是一种很有发展前景的技术。因此，本文主要以焙烧水滑石(CHTs)为吸附剂，分别对废水中的金属离子(Cu2+、Zn2+或Ni2+)和化学镀镍废水中的镍和磷进行了吸附研究。
　　CHTs吸附重金属离子的研究表明:朗格缪尔模型较适合描述平衡吸附实验;在实验条件下，CHTs对Cu2+、Zn2+或Ni2+的最大吸附量分别为6.583、7.535和6.152 mmol/g;三种动力学模型中，伪二级模型能更好地拟合动力学的实验数据;热力学分析表明CHTs对Cu2+、Zn2+或Ni2+的吸附是自发、吸热的过程;再生研究证实，在初始的4次吸附/焙烧循环中，CHTs对Cu2+、Zn2+或Ni2+的去除能力变化不明显。
　　CHTs对化学镀镍废水中镍和磷共吸附的研究表明:伪二级模型能较好地描述镍和磷的动力学结果;平衡研究显示了CHTs对镍和磷的吸附结果分别符合朗格缪尔和弗伦德利希模型，且对镍和磷的最大吸附量分别为22.87和761.5mg/g;热力学分析得出CHTs对镍和磷的吸附是自发、吸热的过程。另外，探究吸附机理可能为:对于低浓度废液，CHTs发生HTs结构重构，吸附剂结构中镁的位点被镍同晶取代重新形成层板结构，同时溶液中的H2PO2-/H2PO3-被生成的表面层板利用;对于高浓度废液，因大量的H2PO2-/H2PO3-的存在导致镍的去除率下降，CHTs重构HTs结构受到影响，最终形成混合的亚磷酸、次亚磷酸和氢氧化物类的金属盐。
　　综上所述，因高效率、易操作和低成本，CHTs在处理含Cu2+、Zn2+或Ni2+的废水及化学镀镍废水方面具有较大的应用潜力。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 化学镀镍概述

1．1．1 化学镀镍工艺的沿革

1．1．2 化学镀Ni-P机理

1．1．3 化学镀Ni-P废液危害

1．1．4 国内外研究现状及趋势

1．2 焙烧水滑石概况

1．2．1 前驱物水滑石概况

1．2．2 前驱物的合成及应用

1．2．3 焙烧水滑石概况

1．2．4 焙烧水滑石性质及应用

1．3 论文研究内容及意义

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究内容

1．3．3 课题意义

第二章 实验仪器与方法

2．1 主要实验仪器和试剂

2．1．1 主要实验仪器

2．1．2 实验试剂

2．2 实验方法

2．2．1 吸附剂制备

2．2．2 水中金属离子吸附实验

2．2．3 化学镀镍废水中Ni和P共吸附实验

2．3 离子检测及样品表征方法

2．3．1 离子检测方法

2．3．2 样品表征方法

第三章 焙烧水滑石吸附水中金属离子

3．1 吸附动力学研究

3．2 吸附平衡研究

3．2．1 吸附平衡研究

3．2．2 吸附能力对比

3．3 吸附热力学研究

3．4 吸附再生研究

3．5 水中金属离子吸附机理研究

3．5．1 水中金属离子吸附过程中溶液pH变化

3．5．2 金属离子半径

3．5．3 吸附前后样品表征结果对比

3．5．4 水中金属离子吸附机理推测

3．6 本章小结

第四章 焙烧水滑石处理化学镀镍废水

4．1 接触时间的影响

4．1．1 接触时间的影响

4．1．2 吸附动力学研究

4．2 离子浓度的影响

4．2．1 离子浓度影响

4．2．2 吸附平衡研究

4．2．3 吸附能力对比

4．3 反应温度的影响

4．4 溶液pH的影响

4．5 Ni和P共吸附研究

4．5．1 吸附前后样品表征结果对比

4．5．2 共吸附机理推测

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

1．硕士期间科研成果

2．硕士期间参与项目