文档介绍：分类号:X1~X8
10710-2009129099
硕士学位论文
镁铝型类水滑石的制备及其对水中氟和重金属
离子的去除性能研究
吉鸿飞
导师姓名职称程继夏教授
申请学位级别硕士学科专业名称环境工程
论文提交日期 2012 年 5 月 31 日论文答辩日期 2012 年 6 月 5 日
学位授予单位长安大学
Study on the method preparation of Mg-Al
hydrotalcite-pounds and its adsorption
performance in removing fluorin and heavy metal ions
from water body
A Dissertation Submitted for the Degree of Master
Candidate:Ji Hongfei
Supervisor:Prof. Cheng Jixia
Chang’an University, Xi’an, China
摘要
本文以氯化镁、氯化铝、Al13、氢氧化钠以及碳酸钠为主要材料,采用液相共沉淀
法合成了 Mg/Al 类水滑石(MgAl-HTLCs)和 Mg/Al13 类水滑石(MgAl13-HTLCs),并
在 500℃条件下焙烧制得其衍生复合氧化物(MgAl-HTLCs-500 和 MgAl13-HTLCs-500)。
用化学分析法和现代仪器测试技术对上述四种类水滑石进行了系统研究;用透射电子显
微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对各种条件下生成的类水滑石的形态和形貌进行
了系统的表征;利用 X-射线衍射仪(XRD)检测四种类水滑石的结构,并用能谱(EDS)
检测四种类水滑石中各种元素的质量百分比和原子百分比。研究了这四种类水滑石在不
同的氟离子初始浓度条件下对水溶液中氟的吸附特性。同时还对这四种类水滑石在不同
温度、投加量、溶液 pH 以及吸附振荡时间等因素条件下对水溶液中氟离子的吸附去除
效果进行了详细的对比。最后,对 MgAl-HTLCs 和 MgAl13-HTLCs-500 这两种类水滑石
在不同的溶液 pH 和投加量条件下对水溶液中铜离子、镉离子和铅离子的吸附去除效果
进行了综合的比较,并对这两种类水滑石吸附重金属的机制进行了详细的阐述和说明。
通过一系列单因素(氟离子初始浓度、温度、投加量、溶液 pH 和吸附振荡时间)
的吸附实验研究发现,这四种类水滑石的除氟性能有如下规律:MgAl-HTLCs-500>
MgAl13-HTLCs-500 > MgAl13-HTLCs > MgAl-HTLCs , 说明 MgAl-HTLCs 和
MgAl13-HTLCs 对氟离子的去除率效果不理想,经 500℃焙烧后的 MgAl-HTLCs-500 和
MgAl13-HTLCs-500 对氟离子的去除率有了明显的提高。 MgAl-HTLCs-500 和
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MgAl13-HTLCs-500 在 25℃,原水中 F 浓度为 3~5mg/L 条件下,对 F 的去除效率最高;
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MgAl-HTLCs 和 MgAl13-HTLCs 在 45℃,原水中 F 浓度为 3~5mg/L 条件下, 对 F 的去
除效率最高。四种类水滑石样品均在投加量为 左右达到吸附平衡,F-的去除效率达
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到最高点。MgAl-HTLCs-500 和 MgAl13-HTLCs-500 在 pH 为 7~8 之间,对 F 的去除效
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率为最高;MgAl-HTLCs 在 pH 为 5 左右,对 F 的去除效率为最高;MgAl13-HTCLs 在
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pH 为 7 左右,对 F 的去除效率为最高。MgAl-HTLCs-500 和 MgAl13-HTLCs-500 类水滑
石均在 250min 时基本达到吸附平衡,说明最适宜吸附时间为 250min。MgAl-HTLCS 和
MgAl13-HTLCS 类水滑石的最适宜吸附时间应为 6h。MgAl-HTLCs 和 MgAl13-HTLCs-500
去除重金属的过程中,当溶液 pH= 时对重金属离子的去除率要明显高于溶液 pH=7
时的去除率,且其去除率随着类水滑石投加量的增加而不断升高。
关键字:类水滑石(HTLCS),Al13,吸附,氟和重金属离子,结构表征
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