粘土纳米复合凝胶对重金属吸附研究

论文摘要

摘要：本文主要是以锂藻土纳米复合凝胶作为研究对象,对它在吸附重金属方面起到的作用做了一定的研究。锂藻土纳米复合凝胶是以锂藻土颗粒交联剂制备的一种粘土纳米复合凝胶,由于它在力学强度、快速响应性、生物相容性[1]上的优点,所以受到了广泛的关注,但是它在重金属吸附中所起到的作用还未有报道。锂藻土是无机粘土的一种,无机粘土是重金属吸附剂常用的对象,但是由于粘土本身的强度问题,它在处理重金属污水方面受到了很大的制约。粘土复合凝胶材料具有很好的强度,所以通过使用粘土复合凝胶可能解决这个问题。另外,由于锂藻土特殊的结构,表面带有一定的电荷,有利于化学离子的吸附。因此,粘土复合凝胶可能会是一种很好的重金属吸附材料。本文以锂藻土纳米复合凝胶作为研究对象,分别通过自由基聚合法、反相乳液聚合法制备了锂藻土纳米凝胶材料。在制备凝胶后,对制备的粘土复合凝胶的等温吸附、吸附动力学进行了研究。并且对pH、温度、粘土浓度等条件对粘土复合凝胶吸附过程的影响也进行了研究,提出凝胶的最优化条件,为粘土复合凝胶在吸附重金属方面的实际应用提供了基础性的研究。另外,分别采用溶胀冷冻干燥的方法以及直接粉碎的方法对粘土复合凝胶进行处理,并对处理后凝胶的吸附动力学方面进行了研究。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 引言
• 1.1 凝胶
• 1.1.1 凝胶的定义和分类
• 1.1.2 凝胶的制备方法
• 1.1.3 凝胶的特性及用途
• 1.1.4 锂藻土纳米复合凝胶
• 1.2 重金属污染与治理
• 1.2.1 重金属污染现状
• 1.2.2 重金属废水处理方法的研究进展
• 1.2.2.1 化学沉淀法
• 1.2.2.2 离子交换法
• 1.2.2.3 吸附法
• 1.2.2.4 氧化还原法
• 1.2.2.5 混凝法
• 1.2.2.6 电化学法
• 1.2.2.7 膜分离法
• 2 粘土纳米复合凝胶的制备与表征
• 2.1 原料与仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 自由基聚合法制备纳米复合凝胶
• 2.2.2 反相悬浮聚合法制备单体-粘土复合凝胶颗粒
• 2.2.3 凝胶的表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 自由基聚合法制备纳米复合凝胶
• 2.3.2 反向悬浮聚合法制备PVP-粘土复合凝胶颗粒
• 3 纳米复合凝胶对重金属的吸附实验
• 3.1 原料与仪器
• 3.2 吸附测试实验方法
• 3.2.1 单体不同凝胶的吸附量测试
• 3.2.2 吸附动力学
• 3.2.3 等温吸附
• 3.2.4 不同条件对PVP-粘土复合凝胶吸附性能的影响
• 3.2.5 吸附选择性
• 3.2.6 吸附剂脱附率研究
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 单体不同凝胶的吸附量测试
• 3.3.2 吸附动力研究
• 3.3.3 吸附等温线
• 3.3.4 不同条件对PVP-粘土复合凝胶吸附性能的影响
• 3.3.5 吸附选择性
• 3.3.5 脱附
• 4 总结与展望
• 参考文献
• 学位论文数据集