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试议核素磁性膨润土复合材料吸附重金属离子与放射性核素

收藏本文 2024-11-16 点赞:30574 浏览:135564 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文将膨润土的吸附性能和铁氧化物的磁性能复合起来,以而制备出一种新型磁性复合吸附剂。这种磁性复合材料可以用于去除溶液中的金属离子,并且可以通过磁分离技术较容易地以溶液中分离出来。本实验中,采取化学共沉淀法制备出磁性膨润土复合材料,并通过FTIR、 XRD、 SEM和磁化曲线等表征测试手段对样品的物相组成、微观形貌特点和磁学性质等进行了表征及测试。结果表明制备的磁性膨润土复合材料中形成了氧化铁/膨润价键,并且具有良好的磁性。用制备出的磁性膨润土复合材料作为去除溶液中Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和60Co(Ⅱ)的一种吸附剂,考察其吸附性能。结果表明:磁性复合材料对Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和60Co(Ⅱ)的吸附动力学均符合拟二级动力学模型;低pH时,该吸附剂对Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和60Co(Ⅱ)的吸附去除强烈依赖于pH和离子强度;在低pH时,Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和60Co(Ⅱ)在磁性膨润土上吸附的主要机理是离子交换或者是外层络合;在高pH值时,内层络合或者表面沉淀是主要机理;由相联系数可发现Langmuir模型比Freundpch模型对吸附等温线的拟合效果更好;吸附热力学数据(ΔG0、ΔH0和ΔS0)表明Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ2)和60Co(Ⅱ)在磁性膨润土上的吸附是自发吸热的历程;复合材料里含的铁氧化物也有一定吸附性能,此外,磁性膨润土复合材料还具有良好的循环利用性能。上面陈述的探讨结果表明,磁性膨润土复合材料是一种具有广阔的运用前景,可以实现大规模工业运用的新型吸附材料。关键词:磁性膨润土复合材料论文吸附论文重金属离子论文放射性核素论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-7

    致谢7-13

    第一章 绪论13-19

    1.1 重金属离子及放射性核素污染来源及其处理策略介绍13-15

    1.1.1 重金属离子及放射性核素污染来源13-14

    1.1.2 处理重金属离子及放射性核素污染策略14-15

    1.2 膨润土组成结构、物化性质及其在环境领域的运用15-16

    1.3 磁性复合材料的探讨概述16-17

    1.3.1 磁性复合材料的介绍与合成策略16

    1.3.2 磁性复合材料的运用16-17

    1.4 腐殖酸类物质的介绍17-18

    1.5 本探讨的作用及主要探讨内容18-19

    第二章 固-液界面吸附的论述基础19-24

    2.1 固-液界面吸附的基本概念19

    2.2 影响固-液界面吸附的因素19-21

    2.3 吸附等温方式21-22

    2.3.1 Langmuir模型21

    2.3.2 Freundpch模型21-22

    2.4 吸附动力学探讨22

    2.5 吸附热力学探讨22-24

    第三章 实验部分24-29

    3.1 实验仪器及试剂24-25

    3.1.1 实验原料及试剂24

    3.1.2 实验仪器及设备24-25

    3.2 磁性膨润土复合材料的合成及表征25-26

    3.3 吸附实验26

    3.3.1 吸附实验历程26

    3.3.2 吸附实验计算26

    3.4 金属离子浓度浅析26-29

    3.4.1 Pb(Ⅱ)溶液的配制和浓度浅析策略26-27

    3.4.2 Ni(Ⅱ)溶液的配制和浓度浅析策略27-28

    3.4.3 ~(60)Co(Ⅱ)溶液的配制和浓度浅析策略28-29

    第四章 结果与讨论29-57

    4.1 磁性膨润土的表征29-32

    4.1.1 XRD浅析29

    4.1.2 FT-IR浅析29-30

    4.1.3 SEM浅析30-31

    4.1.4 磁性测试31

    4.1.5 磁分离示意图31-32

    4.2 磁性膨润土对铅离子的吸附性能探讨32-38

    4.2.1 吸附时间及动力学探讨32-33

    4.2.2 吸附剂浓度的影响33

    4.2.3 pH值及离子强度的影响33-35

    4.2.4 阳离子的影响35

    4.2.5 吸附等温线35-37

    4.2.6 吸附热力学37-38

    4.2.7 FA对吸附影响38

    4.3 磁性膨润土对镍离子的吸附性能探讨38-46

    4.3.1 吸附时间及动力学探讨38-39

    4.3.2 吸附剂浓度的影响39-40

    4.3.3 pH值及离子强度的影响40-42

    4.3.4 阳离子的影响42

    4.3.5 阴离子的影响42-43

    4.3.6 吸附等温线43-44

    4.3.7 吸附热力学44-45

    4.3.8 FA对吸附影响45-46

    4.4 磁性膨润土对钴离子的吸附性能探讨46-52

    4.4.1 吸附时间及动力学探讨46-47

    4.4.2 吸附剂浓度的影响47

    4.4.3 pH值及离子强度的影响47-49

    4.4.4 阳离子的影响49

    4.4.5 吸附等温线49-51

    4.4.6 吸附热力学51-52

    4.4.7 HA对吸附影响52

    4.5 磁性膨润土化学稳定性能探讨52-53

    4.6 吸附比较探讨53-55

    4.7 磁性膨润土循环利用探讨55

    4.8 磁性膨润土吸附金属离子的机理探讨55-57

    结论与展望57-59

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