硅藻土基復(fù)合吸附材料的制備、表征及其吸附性能的研究

硅藻土基復(fù)合吸附材料的制備、表征及其吸附性能的研究

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringThepreparationandcharacterizationofdiatomitecompositeabsorbentanditsstudyontheadsorptionpropertiesMasterCandidate:YiyuanWuMajor:EnvironmentalEngineeringSupervisor:Prof.NingDuanWuhanUni

2、versityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay24,2015摘要近幾年國(guó)內(nèi)外各水域富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重,磷是導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生的重要原因。因此研發(fā)高效吸附材料是控制此種環(huán)境污染的研究熱點(diǎn)。本文研究?jī)?nèi)容如下:(1)將基材硅藻土,與輔材鋼渣、粉煤灰進(jìn)行復(fù)合燒結(jié),制取顆粒吸附材料。綜合對(duì)比不同輔材時(shí)的吸磷性能,確定選用鋼渣作為制備復(fù)合吸附材料的輔材。(2)通過制備條件的單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),綜合材料強(qiáng)度和吸磷性能,確定其最佳制備條件為:質(zhì)量配比6:4,黏結(jié)和致孔材料含量分別為25%和8%

3、,燒結(jié)時(shí)間和溫度分別為120min和700℃。(3)通過試驗(yàn)分析,溫度為25℃、投加量22.5g/L、pH=7、吸附時(shí)間為16h時(shí),復(fù)合吸附材料吸磷效果最佳。(4)通過復(fù)合吸附材料的靜態(tài)浸出試驗(yàn),得出復(fù)合吸材料能提供生成鈣磷沉淀的微環(huán)境,并且供鈣釋堿的穩(wěn)定性影響吸磷效果。復(fù)合吸附材料的供鈣釋堿動(dòng)力學(xué)分析說明,其供鈣過程為慢反應(yīng)擴(kuò)散機(jī)制。(5)通過吸磷性能機(jī)理試驗(yàn)分析表明,吸磷過程可用L型等溫方程以及準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)描述,溫度升高而吸附量增加。熱力學(xué)分析,其對(duì)磷的吸附是吸熱過程,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,對(duì)溫度輕度敏感的。吸磷時(shí)同時(shí)存在物理吸附和化學(xué)吸附,以化學(xué)吸

4、附為主,主要是生成了磷酸鈣等沉淀。復(fù)合吸附材料吸磷飽和后,在蒸餾水中的解吸率很低,穩(wěn)定性好,在3%HCl溶液中解吸率可以達(dá)到70%以上,可回收利用。關(guān)鍵詞:硅藻土;復(fù)合吸附材料;吸磷;機(jī)理IAbstractPhosphorusisoneoftheimportantcausesfortheeutrophicationwatersathomeandabroadinrecentyears.Thereforethedevelopmentoftheadsorbentmaterialisresearchfocusaboutcontrolofeutrophic

5、.(1)Diatomitewasadoptedasbasicmaterialtodevelopparticleadsorptionmaterialsbycombiningflyashandsteelslag,respectively.Throughcomparisonofdifferentcomplementarymaterial,Steelslagwasidentifiedastheauxiliarymaterialusedforthepreparationofcompoundadsorptionmaterial.(2)Throughsingl

6、efactorexperimentandorthogonalexperimentaboutpreparationconditions,ComprehensivecomparisonoftheanalysisresultsofStrengthofmaterialsandadsorptionproperties,theoptimumpreparationprocessconditionsforparticleadsorptionmaterialswasamixingratioof6:4,25%bondmaterial,8%pore-foamingag

7、ent,aroastingtemperatureof700℃,aroastingtimeof120min.(3)Theoptimumconditionsthattheparticleadsorptionmaterialsremovedphosphorusinwastewaterwerethattheadsorptiontemperatureof25℃,theusageofadsorptionmaterialswas22.5g/L,pH=7,theadsorptiontimeof960min,phosphorusremovalrateisthebe

8、st.(4)Throughthestaticleachingexperimentalofthecompositeadsorptionma

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