低聚合羟基铁—蛭石复合体吸附砷、铬的实验研究

论文摘要

本文将提纯的蛭石与羟基铁离子溶液作用不同时间,制备了三种低聚合羟基铁-蛭石复合体。用化学分析、电子探针分析、粉晶X 射线衍射分析、差热分析等手段对蛭石原样、低聚合羟基铁-蛭石复合体进行了表征。复合体表征结果表明,复合体的铁只有部分进入到蛭石结构层间,而大部分是沉积在蛭石的表面,形成铁的含水氧化物相。蛭石表面铁物相的含量随蛭石与羟基铁溶液作用时间的增加而增多。在实际土壤的酸度（PH=47）和温度（2040℃）条件下,用蛭石与羟基铁离子溶液作用三个月制得的低聚合羟基铁-蛭石复合体进行了吸附有害元素铬和砷的实验,探讨了复合体的砷、铬吸附能力与pH 值、温度、吸附时间、砷和铬初始质量浓度以及离子强度间的关系,并与蛭石的砷、铬吸附行为进行了对比。吸附结果表明,在实验条件下,复合体有较强的铬和砷吸附能力,其铬、砷吸附量明显高于蛭石。铬、砷初始质量浓度是影响复合体铬、砷吸附量的最主要因素,pH 值次之。吸附时间（12 小时以后）、温度、离子强度对复合体铬、砷吸附量的影响较小。说明在酸性土壤条件下,复合体有强而稳定的铬、砷吸附能力。研究表明,在实验条件下,低聚合羟基铁-蛭石复合体对砷、铬均具有明显的亲和力,低聚合羟基铁-蛭石复合体吸附砷、铬的过程有可能是地表岩石和土壤中重要的地球化学过程,是影响砷、铬在地表,特别是土壤中迁移、富集的重要因素。

论文目录

• 前言
• 1. 研究目的及意义
• 2. 研究的主要内容
• 3. 主要实验项目
• 第一章 土壤砷、铬污染及其研究现状
• 1.1 土壤污染概述
• 1.1.1 土壤污染的发生因素
• 1.1.2 土壤污染物及其危害
• 1.2 土壤的砷、铬污染
• 1.2.1 砷、铬污染的来源及含量
• 1.2.2 砷、铬在土壤中的形态
• 1.2.3 土壤的砷、铬污染的危害
• 1.3 土壤、土壤矿物对砷、铬的吸附研究现状
• 1.3.1 土壤、土壤矿物对阴离子的吸附研究
• 1.3.2 土壤对砷、铬的吸附研究现状
• 1.3.3 土壤矿物对砷、铬的吸附研究
• 第二章 蛭石及羟基铁离子简介
• 2.1 蛭石概况
• 2.1.1 蛭石的化学组成
• 2.1.2 蛭石的晶体结构
• 2.1.3 蛭石的性能及应用
• 2.1.4 蛭石的三种吸附活性中心
• 2.1.5 蛭石与蒙脱石结构、性能等的异同
• 2.1.6 蛭石吸附的研究现状
• 2.2 羟基铁离子简介
• 第三章 低聚合羟基铁离子-蛭石复合体的制备
• 3.1 蛭石的提纯
• 3.1.1 材料和仪器
• 3.1.2 蛭石的提纯
• 3.2 羟基铁离子溶液的制备
• 3.2.1 试剂和仪器
• 3.2.2 羟基铁离子种类的理论确定
• 3.2.3 溶液配制
• 3.3 羟基铁-蛭石复合体的制备
• 3.3.1 实验用品
• 3.3.2 实验步骤
• 第四章 低聚合羟基铁-蛭石复合体的表征
• 4.1 化学成分分析
• 4.1.1 化学分析
• 4.1.2 电子探针分析
• 4.2 粉晶X 射线分析
• 4.3 BET比表面积分析
• 4.3.1 BET理论和BET 方程
• 4.3.2 BET比表面积测试分析
• 4.4 差热分析
• 4.5 小结
• 第五章 低聚合羟基铁-蛭石复合体吸附铬的实验研究
• 5.1 材料和仪器
• 5.2 实验方法
• 5.3 条件实验及结果
• 5.3.1 吸附时间对铬吸附量的影响
• 5.3.2 pH 值对铬吸附量的影响
• 5.3.3 离子强度对铬吸附量的影响
• 5.3.4 温度对铬吸附量的影响
• 5.3.5 铬初始质量浓度对铬吸附量的影响
• 5.4 正交实验
• 5.5 讨论
• 5.6 小结
• 第六章 低聚合羟基铁-蛭石复合体吸附砷的实验研究
• 6.1 材料和仪器
• 6.2 实验方法
• 6.3 条件实验及结果
• 6.3.1 吸附时间对砷吸附量的影响
• 6.3.2 pH 值对砷吸附量的影响
• 6.3.3 离子强度对砷吸附量的影响
• 6.3.4 温度对砷吸附量的影响
• 6.3.5 砷初始质量浓度对砷吸附量的影响
• 6.4 正交实验
• 6.5 讨论
• 6.6 小结
• 第七章 结论
• 7.1 主要研究成果
• 7.2 需要进一步解决的问题
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历