几种类型矿物对磷的吸附对比研究

摘要

本文为了降低日趋严重的水体富营养化,采用几种不同类型的典型矿物--铁(氢)氧化物(针铁矿、赤铁矿、氧化铁黄、无定形氢氧化铁)和凹凸棒石矿物(凹凸棒石、白云石凹凸棒石、热液型凹凸棒石)从吸附热力学和吸附动力学两方面对含低浓度磷(5～50mg/L)的模拟废水进行了吸附性能的探讨. 针铁矿和赤铁矿对磷吸附可用Freundlich吸附等温式近似,氧化铁黄和无定形氢氧化铁对磷的吸附与Langmuir吸附等温式的线性关系较好.针铁矿和赤铁矿吸附磷的吸附自由能变分别在-15.08～14.94kJ/mol和-14.55～-13.24kJ/mol之间,表明针铁矿、赤铁矿吸附磷是物理吸附.氧化铁黄和无定形氢氧化铁的吸附自由能分别在-28.44～-26.08kJ/mol和-31.73～27.68kJ/mol之间,表明氧化铁黄和无定形氢氧化铁对磷的吸附是物理和化学吸附并存的吸附过程.针铁矿和赤铁矿吸附磷的整个过程与.Bangham提出的动力学方程较符合.磷酸根离子在孔径内的扩散分为4个阶段:快速吸附阶段;平缓阶段;再次加快阶段;再次平缓阶段. 凹凸棒石、热液型凹凸棒石和白云石凹凸棒石对磷的吸附只可用Freundlich方程拟合.凹凸棒石、热液型凹凸棒石和白云石凹凸棒石吸附磷的吸附自由能均为负值,且它们对磷的吸附是物理吸附的过程.在研究的浓度范围内,凹凸棒石、热液型凹凸棒石和白云石凹凸棒石对磷的吸附动力学数据能够较好地符合准二级动力学方程.白云石含量对凹凸棒石吸附磷有一定的影响,但影响不大.

目录

文摘

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致谢

第一章概述

1.1水体富营养化

1.1.1水体富营养化的机理

1.1.2营养物质的来源

1.1.3水体富营养化的危害及其防治对策

1.1.4国内外富营养化现状及治理

1.2废水除磷技术的研究现状

1.2.1生物法

1.2.2化学沉淀法

1.2.3吸附法

1.3不同矿物处理废水的研究进展

1.3.1利用铁的(氢)氧化物处理废水的研究进展

1.3.2利用凹凸棒石处理废水的研究进展

1.4本课题研究的内容及意义

第二章吸附理论

2.1吸附作用力

2.2固液吸附平衡

2.2.1稀溶液中溶质的吸附

2.2.2单组分吸附平衡-Langmuir等温线方程

2.3吸附法除磷的作用机理

第三章实验材料及方法

3.1仪器和药品

3.1.1仪器

3.1.2实验药品

3.2分析方法

3.2.1方法和原理

3.2.2使用试剂的配制方法

3.2.3标准曲线的绘制

3.2.4样品测定

3.2.5注意事项

3.3振荡吸附实验

第四章几种类型典型矿物对磷的吸附对比研究

4.1铁的(氢)氧化物吸附磷的实验研究

4.1.1各种因素对铁(氢)氧化物吸附磷的影响

4.1.2等温吸附实验

4.1.3吸附焓、吸附Gibbs自由能和吸附熵的计算

4.1.4针铁矿和赤铁矿对磷的吸附动力学

4.1.5小结

4.2凹凸棒石矿物吸附磷的实验研究

4.2.1各种因素对凹凸棒石矿物吸附磷的影响

4.2.2等温吸附实验

4.2.3吸附焓、吸附Gibbs自由能和吸附熵的计算

4.2.4凹凸棒石矿物对磷的吸附动力学

4.2.5白云石-凹凸棒石吸附性能关系的研究

4.2.6小结

第五章结论

参考文献