本文關鍵詞：Mg-Al類水滑石同步去除亞氯酸鹽、氯酸鹽的試驗研究

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【摘要】：飲用水的安全與人們的生活息息相關,二氧化氯(ClO_2)作為第四代飲用水消毒劑,具有高效、低毒、廣譜、性能優(yōu)良等優(yōu)點,但不容忽視的是消毒過程中會產生對人們健康造成威脅的無機消毒副產物亞氯酸鹽(ClO_2~-)和氯酸鹽(ClO_3~-),國際癌癥研究中心將亞氯酸鹽列為致癌物,氯酸鹽列為中等毒性化合物,《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)中也規(guī)定亞氯酸鹽、氯酸鹽的限量均為0.7mg/L。針對現(xiàn)有亞氯酸鹽和氯酸鹽去除技術有限,且均存在一定的不足點,本文主要進行了Mg-Al類水滑石及其焙燒產物去除亞氯酸鹽和氯酸鹽的試驗研究。利用共沉淀水熱晶化合成法制備了不同金屬組成及金屬原子比的Mg-Al,Zn-Al及Mg-Fe類水滑石,并在不同的焙燒溫度下獲得其焙燒產物。再通過X射線衍射(XRD)、比表面積測定(BET)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)等方法對制備樣品的層間結構、熱穩(wěn)定性、表面性質、形貌粒徑等進行表征。然后研究了不同金屬組成和金屬原子比的類水滑石在不同焙燒溫度下去除亞氯酸鹽和氯酸鹽的效果,結果表明,焙燒溫度為500℃,金屬原子比為2時類水滑石吸附效果更好,Mg-Al和Mg-Fe類水滑石吸附能力相差不多,并且都優(yōu)于Zn-Al類水滑石的吸附性能。在此基礎上,以2Mg-AlC-500為吸附劑,考察接觸時間、吸附劑投量、初始pH值、初始濃度、水中共存陰離子等因素對其去除亞氯酸鹽、氯酸鹽效果的影響,并考察了吸附劑的再生性和穩(wěn)定性。結果表明在25℃,pH為7.0,投加量0.8g/L,ClO_2~-、ClO_3~-初始濃度均為10mg/L的條件下,反應平衡時亞氯酸鹽和氯酸鹽的最大去除率分別為99%,90%。此外,動力學研究表明2Mg-AlC-500對亞氯酸鹽和氯酸鹽的吸附符合準二級動力學模型,而熱力學研究則表明Langmuir吸附公式更適用于描述2Mg-AlC-500對亞氯酸鹽和氯酸鹽的吸附過程,且熱力學參數(shù)說明2Mg-AlC-500吸附亞氯酸鹽和氯酸鹽的行為是自發(fā)產生的放熱過程。
【關鍵詞】：類水滑石 吸附 焙燒 亞氯酸鹽 氯酸鹽
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU991.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 類水滑石概述9-15
• 1.1.1 類水滑石的結構與組成9-10
• 1.1.2 類水滑石的制備方法10-11
• 1.1.3 類水滑石的性質11-13
• 1.1.4 類水滑石的主要應用13-15
• 1.2 亞氯酸鹽和氯酸鹽的來源和危害15-19
• 1.2.1 飲用水消毒技術現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 亞氯酸鹽和氯酸鹽的來源16-17
• 1.2.3 亞氯酸鹽和氯酸鹽的污染現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 亞氯酸鹽和氯酸鹽的毒性18-19
• 1.3 亞氯酸鹽和氯酸鹽的去除方法19-20
• 1.3.1 活性炭吸附法19-20
• 1.3.2 臭氧氧化法20
• 1.3.3 硫化物還原法20
• 1.3.4 亞鐵鹽還原法20
• 1.4 論文的選題思路和主要內容20-24
• 1.4.1 論文的選題思路20-21
• 1.4.2 研究內容21-22
• 1.4.3 論文的主要創(chuàng)新點22-24
• 第2章 實驗材料與方法24-30
• 2.1 實驗藥品24
• 2.2 實驗儀器及設備24-25
• 2.3 實驗方法25-26
• 2.3.1 ClO_2~-、ClO_3~-的測定方法25
• 2.3.2 類水滑石的制備和表征25-26
• 2.4 吸附實驗26-30
• 2.4.1 金屬原子比及金屬組成對吸附效果的影響26-27
• 2.4.2 焙燒溫度對吸附效果的影響27
• 2.4.3 接觸時間對吸附效果的影響27
• 2.4.4 吸附劑投量對吸附效果的影響27
• 2.4.5 初始pH值對吸附效果的影響27-28
• 2.4.6 初始濃度對吸附效果的影響28
• 2.4.7 水中共存陰離子對吸附效果的影響28
• 2.4.8 吸附劑再生性及穩(wěn)定性實驗28
• 2.4.9 吸附動力學的研究28-29
• 2.4.10 吸附等溫線的研究29-30
• 第3章 類水滑石同步去除ClO_2~-、ClO_3~-的吸附實驗研究30-45
• 3.1 金屬原子比及金屬組成對吸附效果的影響30-32
• 3.2 焙燒溫度對吸附效果的影響32-34
• 3.3 接觸時間對吸附效果的影響34-36
• 3.4 投量對吸附效果的影響36-37
• 3.5 pH對吸附效果的影響37-39
• 3.6 初始濃度對吸附效果的影響39-40
• 3.7 共存陰離子對吸附效果的影響40-41
• 3.8 吸附再生性及穩(wěn)定性實驗41-43
• 3.9 本章小結43-45
• 第4章 類水滑石同步去除ClO_2~-、ClO_3~-的吸附機理研究45-60
• 4.1 材料表征與分析45-50
• 4.1.1 X射線衍射分析45-46
• 4.1.2 ICP-MS和比表面積分析46-48
• 4.1.3 傅里葉紅外光譜分析48-49
• 4.1.4 掃描電鏡分析49-50
• 4.2 速率控制步分析50-52
• 4.3 吸附動力學分析52-54
• 4.4 吸附等溫線分析54-57
• 4.5 吸附熱力學分析57-58
• 4.6 本章小結58-60
• 第5章 結論與展望60-62
• 5.1 結論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻62-67
• 作者在攻讀碩士學位期間所取得的科研成果67-68
• 致謝68

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本文編號：692755