探索鎂鋁水滑石的制備及在印染廢水處理中的應用

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1、分類號:學校代碼:10128UDC:學號:20071147碩士學位論文（類別：全日制碩士研究生題目：鎂鋁水滑石的制備及在印染廢水處理中的應用英文題目：PreparationofMg‐AlHydrotalcitesandApplicationinTreatingtheDyeingandPrintingWastewater研究生：寇鵬學科名稱：化學工藝指導教師：劉進榮教授二○一○年六月摘要我國是世界上印染廢水排放量最大的國家之一，印染廢水具有有機物含量高、色度和COD高、水量大等特點，若處理不當，一經(jīng)排放會對環(huán)境造成嚴重危害。在印染廢

2、水的處理方法中，吸附法因具有操作簡單、效率高等特點，被廣泛應用于印染廢水的處理中。因此尋找一種高效的吸附劑是成功運用吸附法處理印染廢水的關(guān)鍵。水滑石（Hydrotalcites，HT）的焙燒產(chǎn)物，即焙燒態(tài)水滑石（CalcinedHydrotalcites，HTC）具有比表面積大和結(jié)構(gòu)“記憶效應”等特點，可以作為吸附劑處理印染廢水。本文利用超聲波共沉淀法制備了HTC，采用靜態(tài)吸附法分別研究了HTC的制備條件和操作條件對橙黃G吸附的影響；探索了HTC對實際廢水的處理效果；初步探索了利用粉煤灰作為鋁源制備鎂鋁水滑石的工藝。本文完成如下工

3、作：⑴XRD、IR和粒度分析結(jié)果表明：與共沉淀法比較，超聲波共沉淀法制備的產(chǎn)物具有更高的結(jié)晶度、平均粒徑小、粒度分布窄和比表面積較大。對橙黃G的吸附實驗說明，超聲波共沉淀法制備的產(chǎn)物對橙黃G的吸附容量較高。-1⑵在混鹽濃度為1.25mol·L、反應溫度30℃、反應時間40min、超聲功率0.8×600W和焙燒溫度500℃的制備條件下，制得的HTC具有較好的吸附性能。⑶操作條件對吸附的影響表明：HTC對橙黃G的吸附在6h內(nèi)可達到吸附平衡；在酸性條件下有利于吸附的進行，當pH為4時對橙黃G的去除率最大，去除-1率為74.1%；隨HTC

4、加入量的增加，去除率急劇增加，當投加量為1.2g·L時，去除率可達99.3%；廢水中的無機陰離子在一定程度上均可降低了橙黃G的去除率，--2-其中高價離子較低價離子影響顯著，無機陰離子的影響順序為：NO3

5、吸附的進行；推測HTC在結(jié)構(gòu)重建后，橙黃G分子被吸附到HTC表面上時，吸附劑表面上分子的排列順序較吸附前更加混亂，從而導致熵值增大。由相關(guān)系數(shù)可知，吸附過程能更好的符合Langmuir吸附等溫方程，HTC對橙黃G吸附動力學能夠用二級速率方程描述，但內(nèi)擴散并不是唯一的速率控制步驟。-1⑸HTC對實際印染廢水的處理表明：吸附時間為6h，HTC投加量14g·L、pH為4.5、反應溫度50℃時，HTC對廢水的處理效果較好。處理后，水樣COD、色度和濁度去除率分別為91.4%、95.2%、91.7%，熱再生后HTC較新鮮HTC的吸附能力有所

6、下降。⑹用Na2CO3和粉煤灰在高溫下焙燒，再用一定濃度的鹽酸浸取，通過正交試驗確定了粉煤灰中Al溶出的適宜工藝條件為：焙燒溫度為950℃、焙燒時間為3h、-1鹽酸濃度0.6mol·L、酸浸時間4h、堿灰比0.7、反應溫度為90℃。⑺通過調(diào)節(jié)溶液的pH，去除了酸浸液中的Fe，利用共沉淀法制備了Mg-Al水滑石。產(chǎn)物經(jīng)XRD和IR分析表明，以粉煤灰作為鋁源可以制備出結(jié)晶度較高且具有一定純度的水滑石。關(guān)鍵詞：焙燒產(chǎn)物；橙黃G；吸附；粉煤灰AbstractChinaisoneofthelargestcountriesindischarg

7、ingprintinganddyeingwastewaterallovertheworld.Theprintinganddyeingwastewaterhasthefollowingfeatures:highChromaandCOD,highorganicscontentandlargewastewaterquantity.Iftheprintinganddyeingwasterwaterwasnottreatedcorrectly,itwouldbringseriousdamageontheenvironment.Theadso

8、rptionmethodwasappliedmostlytotreatdyeingandprintingwastewateramongmanymethods,becauseitsoperationwasconvenientandefficient,