泥炭对废水中铅和镉的吸附特性研究

论文摘要

泥炭是一类成分复杂的有机-无机复合物,具有较大的比表面积,并含有羧基、酚羟基、酮基、醇羟基等活性功能团,因而具有良好的吸附性能。通过实验研究了泥炭对水中Pb2+和Cd2+的单独吸附,以及对Pb2+和Cd2+竞争吸附,探讨了吸附剂用量、初始pH、Pb2+和Cd2+的初始浓度、吸附时间等因素对吸附效果的影响,分析了泥炭的吸附动力学、吸附等温式和吸附热力学。泥炭对Pb2+和Cd2+有较强的吸附能力,影响泥炭对Pb2+和Cd2+吸附的因素有吸附剂用量、初始pH、Pb2+和Cd2+溶液的初始浓度,温度和吸附时间。实验研究表明:在溶液体积为100ml、泥炭用量为0.15g～0.32g、初始pH为3～6、温度为288K～318K、吸附时间为5min～90min、溶液初始浓度为140mg·L-1～220mg·L-1的条件下,对Pb2+和Cd2+的去除率随泥炭用量的增大而增大,但随溶液初始浓度的增大而减少;对Pb2+和Cd2+的吸附量随溶液初始浓度的增加而增加,但随泥炭用量的增加而减少。泥炭对Pb2+和Cd2+的吸附都比较快,前5min时的去除率和吸附量上升最快,90min时吸附基本达到平衡,吸附动力学都符合Lagergren准二级反应模型。泥炭对水溶液中的Pb2+的吸附均符合Langmuir和Freundich吸附等温方程,对Cd2+符合Freundlich吸附等温方程,均符合Lagergren准二级吸附动力学方程;对泥炭吸附Pb2+和Cd2+的热力学分析表明:△H0>0,为吸热反应,提高温度有利于吸附的进行,且泥炭对Pb2+和Cd2+吸附均以物理吸附为主;△G0<0,表明吸附过程均为自发过程;△S0>0,说明吸附过程为熵值增大的过程。泥炭对Pb2+和Cd2+的竞争吸附研究表明,不论是在自来水还是在纯水中,泥炭对Pb2+的去除率都大于泥炭对Cd2+的去除率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内水源水的污染现状
• 1.2 重金属的来源与危害
• 1.2.1 重金属的来源
• 1.2.2 重金属的危害
• 1.3 国内外对重金属的处理工艺现状
• 1.3.1 化学法
• 1.3.2 生物化学法
• 1.3.3 物理化学法
• 1.4 天然矿物在废水处理中的应用
• 1.5 泥炭的基本特性
• 1.6 课题的提出及研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料、仪器和试剂
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 标准溶液的配置
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 基本实验
• 2.2.2 不同水质中铅和镉在泥炭上的竞争吸附实验
• 第三章 实验结果与分析
• 2+的吸附'>3.1 泥炭对 Pb²⁺的吸附
• 3.1.1 影响因素
• 3.1.2 吸附动力学规律
• 3.1.3 吸附等温式
• 3.1.4 吸附热力学分析
• 3.1.5 小结
• 2+的吸附'>3.2 泥炭对 Cd²⁺的吸附
• 3.2.1 因素影响
• 3.2.2 吸附动力学规律
• 3.2.3 吸附等温式
• 3.2.4 热力学分析
• 3.2.5 小结
• 2+和 Cd²⁺在泥炭上的竞争吸附研究'>3.3 不同水质中 Pb²⁺和 Cd²⁺在泥炭上的竞争吸附研究
• 2+和 Cd²⁺在泥炭上的竞争吸附'>3.3.1 纯水中 Pb²⁺和 Cd²⁺在泥炭上的竞争吸附
• 2+和 Cd²⁺在泥炭上的竞争吸附'>3.3.2 自来水中 Pb²⁺和 Cd²⁺在泥炭上的竞争吸附
• 2+和 Cd²⁺在泥炭上的竞争吸附分析'>3.3.3 不同水质中 Pb²⁺和 Cd²⁺在泥炭上的竞争吸附分析
• 2+或 Cd²⁺在泥炭上吸附的影响'>3.3.4 不同水质对 Pb²⁺或 Cd²⁺在泥炭上吸附的影响
• 3.3.5 小结
• 第四章 吸附机理与规律初探
• 4.1 泥炭的吸附机理
• 4.1.1 吸附原理
• 4.1.2 吸附因素的影响
• 4.1.3 泥炭的吸附机理初探
• 4.2 泥炭吸附的规律初探
• 4.3 小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢