废茶枝叶改性红粘土对Cr(Ⅵ)吸附性能研究及应用

论文摘要

研究了废茶枝叶改性红粘土吸附Cr(Ⅵ)的影响因素。结果表明:粘土对Cr(Ⅵ)的吸附量随着溶液pH的升高而减弱。改性红粘土对Cr(Ⅵ)的吸附量随着pH的升高而升高,最佳吸附pH为7;改性红粘土吸附Cr(Ⅵ)的最佳反应时间是2h;改性红粘土的最佳投加量是20%;改性红粘土随着温度的升高最大吸附量不变,反应时间缩短;随Cr(Ⅵ)的原始浓度增加改性红粘土的吸附量逐渐增大,最大到该改性红粘土的饱和吸附量。研究了废茶枝叶改性红粘土吸附重金属Cr(Ⅵ)的动力学特性和热力学函数。结果表明,不同温度下改性红粘土对六价铬吸附的动力学曲线均符合二级动力学方程,温度越高,二级反应吸附速率常数越大,平衡吸附量越大,不同温度下改性红粘土对六价铬吸附的机制属于内扩散和膜扩散共同控制。改性红粘土对六价铬吸附过程中的活化能较低,显示吸附容易进行;改性红粘土对六价铬吸附较好地符合langmuir等温吸附方程式。改性红粘土对六价铬吸附的ΔG°＜0,ΔH°＜0,ΔS°＞0,说明该过程是放热、熵增加的自发过程。改性红粘土对六价铬吸附属于焓、熵共同推动的过程,即以化学吸附为主、物理吸附为辅的吸附过程。研究了红粘土加固力学特性:无侧限抗压试验及电镜扫描可以确定加固剂的添加量8%为最佳添加值,21天为最佳硬化时间;直接剪切试验:加入比例相同,试样静置时间越长,抗剪强度、剪应力、内摩擦角提高越大;而相同静置时间,加入比例越多,试样的抗剪强度、剪应力、内摩擦角越大。试样加入强固剂比例对土样抗剪强度的提高效果大于试样静置时间对土样的抗剪强度的提高效果;水稳性试验:水稳性试样的无侧限抗压强度随着加固剂含量的增加而不断的增加,而且随着浸水时间的增加,试样的强度并没有较大减少,而是稍有增加。这是由于环氧树脂的特殊性所决定的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 六价铬的危害及治理
• 1.1.1 六价铬的危害
• 1.1.2 六价铬污染土壤的治理方法
• 1.2 茶多酚组成及性质
• 1.2.1 茶多酚的组成
• 1.2.2 茶多酚的物理特性
• 1.2.3 茶多酚与无机重金属离子的络合作用（化学特性）
• 1.3 环氧树脂
• 1.3.1 环氧树脂的定义及类型
• 1.3.2 环氧树脂的性能
• 1.3.3 环氧树脂粘结作用力
• 1.3.4 粘结现象的理论解释
• 1.3.5 环氧树脂的粘附作用
• 1.4 红粘土概述
• 1.4.1 红粘土的矿物组成
• 1.4.2 红粘土的粒度组成
• 1.4.3 红粘土的微观结构特征
• 1.4.4 红粘土微结构基本单元的组合特征
• 1.4.5 红粘土的结构连接
• 1.4.6大连地区红粘土特征概述
• 1.5 本文的研究思路与内容
• 2 实验仪器及方法
• 2.1 实验仪器和药品
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 主要药品
• 2.2 六价铬的分光光度法测定
• 2.2.1 实验原理
• 2.2.2 实验试剂
• 2.2.3 标准曲线的绘制
• 2.2.4 试样的测定
• 2.3 红粘土样的无侧限抗压强度试验
• 2.3.1 引用标准
• 2.3.2 实验步骤
• 2.4 红粘土样的直接剪切试验
• 2.4.1 引用标准
• 2.4.2 实验步骤
• 2.5 红粘土样的水稳性试验（浸水型无侧限抗压强度试验）
• 2.5.1 引用标准
• 2.5.2 实验步骤
• 2.6 废茶枝叶改性红粘土的实验方法
• 2.6.1 实验材料的预处理
• 2.6.2 实验步骤
• 2.7 吸附量及去除率的计算方法
• 2.8 红粘土样加固的试验方案
• 2.8.1 实验材料
• 2.8.2 实验方案
• 2.8.3 计算公式
• 3 废茶枝叶改性红粘土对六价铬的吸附性能
• 3.1 红粘土对六价铬的吸附性能
• 3.2 废茶枝叶改性红粘土对Cr（Ⅵ）的吸附试验
• 3.2.1 反应pH对改性红粘土吸附Cr（Ⅵ）的影响
• 3.2.2 反应时间对改性红粘土吸附Cr（Ⅵ）的影响
• 3.2.3 废茶枝叶投加量对红粘土吸附Cr（Ⅵ）行为的影响
• 3.2.4 反应温度对改性红粘土吸附Cr（Ⅵ）的影响
• 3.2.5 Cr（Ⅵ）原始浓度对改性红粘土吸附Cr（Ⅵ）的影响
• 3.3 小结
• 4 改性红粘土吸附六价铬的动力学和热力学特性研究
• 4.1 吸附理论
• 4.1.1 吸附动力学
• 4.1.2 吸附热力学
• 4.2 不同温度下改性红粘土吸附六价铬的动力学研究
• 4.3 改性红粘土吸附六价铬的活化能计算
• 4.4 改性红粘土吸附六价铬的热力学研究
• 4.4.1 改性红粘土吸附六价铬的吸附等温线
• 4.4.2 改性红粘土吸附六价铬的热力学函数
• 4.5 小结
• 5 红粘土的加固力学特性研究
• 5.1 无侧限抗压强度试验
• 5.2 直接剪切试验
• 5.3 水稳性试验
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢