介孔纳米γ-Al2O3制备方法优化及其吸附性能的研究

摘要

随着工业的快速发展，废水处理技术日益完善和多样化，其中吸附法是近十几年发展起来的新技术，因其具有高效、简便、选择性好等优点，广泛的应用于废水中离子的去除和分离。
　　介孔纳米γ-Al2O3作为吸附材料，具有高比表面积、高孔容、吸附能力强、化学稳定性好等特点。本实验利用廉价的工业级无机铝盐、碳酸氢铵与表面活性剂（CTAB）采用溶胶-凝胶法制备出高比表面积的介孔纳米γ-Al2O3，利用静态吸附法对工业废水进行处理。采用XRD、TEM和BET等分析手段，对样品的形貌、组成、孔结构进行分析，探讨了合成工艺参数：干燥温度、陈化时间、煅烧温度与保温时间对介孔纳米γ-Al2O3性能的影响；同时研究了吸附剂投加量、吸附时间、pH值等单因素对废水中阴离子、重金属离子的去除效果的影响，并分别作了吸附等温模型分析。
　　实验结果表明：湿凝胶陈化48h后，在60℃温度下干燥，经过450℃煅烧，保温3h后获得纳米γ-Al2O3性能较好，比表面积可达415m2/g，孔径为4.937nm。最佳吸附条件为：pH在5-7时，其对SO42-、F-的吸附容量为25.6mg/g、32.3mg/g；pH在6-9时，其对Pb2+、Cu2+的吸附容量为10.8mg/g、12.5mg/g；对各离子进行吸附模型的研究，结果表明：介孔纳米γ- Al2O3在中性常温条件下吸附SO42-、F-的吸附模型均符合Freundlich等温吸附，且直线相关系数均达到0.9以上；介孔纳米γ- Al2O3在中性常温条件下吸附 Pb2+、Cu2+的吸附模型均符合 Langmuir等温吸附，且直线相关系数在0.9以上。
　　自行设计一套动态吸附试验装置，对 SO42-、F-的吸附效果进行了动态试验研究，其结果为：在过水流量为25L/h，循环3次后，自制吸附小球对SO42-、F-的去除率可达34.7％和48.9%。
　　本实验的研究可以对高浓度废水的治理提供一定的实验指导，对其它工业废水的处理和净化有一定的参考价值。

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引 言

1 文献综述

1.1介孔纳米材料

1.2 介孔材料吸附剂及介孔氧化铝的研究现状

1.3 工业废水处理现状

1.4 研究意义及内容

2 实验方法和性能分析测试

2.1实验药品及仪器

2.2介孔纳米γ-Al2O3的制备方法

2.3检测方法

2.4溶液配制和测定

3 介孔纳米γ-Al2O3性能分析

3.1模板剂浓度对吸附性能影响

3.2不同干燥温度下的性能检测

3.3 不同影响因素正交试验分析

3.4本章小结

4静态吸附实验研究

4.1介孔纳米γ-Al2O3对阴离子的吸附

4.2介孔纳米γ-Al2O3对重金属离子的吸附

4.3本章小结

5 动态吸附试验研究

5.1实验内容及步骤

5.2介孔纳米γ-Al2O3颗粒的制备

5.3试验方法

5.4实验装置的设计

5.5实验结果与讨论

5.6本章小结

结 论

参考文献

在学研究成果

致谢