【摘要】：本論文利用水滑石類(lèi)化合物特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),以水滑石(HTs)及煅燒水滑石(CHTs)作為吸附劑,清除造紙白水中的陰離子垃圾(Anionic trash,AT),降低白水中的污染物負(fù)荷,減輕污染物對(duì)紙品的生產(chǎn)和質(zhì)量帶來(lái)的不利影響。本論文成果對(duì)造紙工業(yè)的清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排具有積極的促進(jìn)作用,對(duì)某些工業(yè)廢水中的污染物的去除也具有一定的借鑒價(jià)值。 采用共沉淀法制備了鎂鋁摩爾比為1：4、1:1、2:1、3：1和4：1碳酸根柱撐的水滑石(分別記為HT-1/4、HT-1、HT-2、HT-3和HT-4),經(jīng)煅燒制得煅燒水滑石(分別記為CHT-1/4、CHT-1、CHT-2、CHT-3和CHT-4)。所制備的HTs具有預(yù)期的層狀結(jié)構(gòu)。CHTs經(jīng)煅燒后,層狀結(jié)構(gòu)塌陷,得到混合鎂鋁氧化物。HTs和CHTs的粒子尺寸在5-50μm之間。CHTs的比表面積大于HTs。 使用HTs及CHTs作為吸附劑,吸附白水中木素降解物的模型物——苯甲酸(BA)和磺化木素的模型物——對(duì)甲苯磺酸(p-TSA)。HTs和CHTs對(duì)BA的平衡吸附量隨pH值的增加而降低。兩者對(duì)BA的吸附過(guò)程均符合擬二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程。吸附數(shù)據(jù)均符合Freundlich吸附等溫模型。HT-2對(duì)BA的吸附屬于吸熱反應(yīng),并且為表面吸附：而CHT-2對(duì)BA的吸附屬于放熱反應(yīng),由“記憶效應(yīng)”和表面吸附共同作用進(jìn)行的。CHTs對(duì)p-TSA的平衡吸附量隨著pH的增加變化不大。吸附數(shù)據(jù)符合Langmuir吸附等溫模型,在298K時(shí)的最大吸附量為68.49mg/g。吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合粒子內(nèi)擴(kuò)散方程。 使用CHTs作為吸附劑,吸附白水中抽出物的主要成分樅酸(Abietic acid,AA), CHTs對(duì)膠體AA的吸附百分率隨著pH和Mg/Al摩爾比的增加而降低。CHT-2對(duì)膠體AA的吸附數(shù)據(jù)符合Langmuir吸附等溫模型,在323K時(shí)的最大吸附量為434.78mg/g。吸附過(guò)程符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。由平均吸附自由能(E)可知吸附機(jī)理屬于物理吸附。吸附劑經(jīng)過(guò)5次循環(huán)使用后保持了原始吸附量的80%。對(duì)于HTs或CHTs對(duì)離子AA-的吸附量隨著煅燒溫度的增加先增加后降低,在500℃時(shí)達(dá)到最大值。除了硫酸根外,不同陰離子柱撐的HTs的煅燒產(chǎn)物對(duì)AA-具有較高的吸附能力。相對(duì)于吸附膠體AA,吸附劑吸附AA-的再生能力較低,經(jīng)過(guò)5次循環(huán)回用后,對(duì)AA-的吸附量?jī)H為初始量的約20%。吸附機(jī)理的研究表明AA-進(jìn)入了重建后的HT-2層間,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)重建。 使用CHTs作為吸附劑對(duì)模擬白水中的AT進(jìn)行吸附,結(jié)果表明,CHTs對(duì)模擬白水中的溶解物(DS)、膠體物(CS)和溶解木素的吸附均取得了良好的效果。吸附劑的Mg/Al摩爾比對(duì)DS、CS和木素的吸附幾乎沒(méi)有影響。隨著吸附時(shí)間的增加,CHT-3對(duì)三者的吸附百分率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。模擬白水pH的增加對(duì)吸附的影響不大。隨著HT煅燒溫度的增加,吸附劑對(duì)DS的吸附百分率增加,而對(duì)CS和木素的吸附百分率先增加后降低,在500℃時(shí)達(dá)到最大值。吸附劑循環(huán)回用5次后,對(duì)CS的吸附保持了初始吸附百分率的92%,而對(duì)木素的吸附保持了初始吸附百分率的約80%。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：X793;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

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