学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

镧—铜系复合氧化物的制备及污水除磷研究

作　者: 杨永珠
导　师: 江映翔
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境科学
关键词: 水体富营养化镧-铜系复合氧化物磷酸盐吸附再生
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前,过量磷酸盐排入水体导致的水体富营养化日趋严重。与此同时,地球上的磷资源有限,对污水中磷的去除及回收具有较大科学价值和应用价值。本研究基于稀土元素镧对磷酸根离子有特殊的亲和力,并立足前期研究成果,制备出一种新型吸附剂,希望为污水除磷提供新技术。本实验以NaOH为沉淀剂,采用共沉淀法制备了含有铜的镧氧化物,镧-铜系复合氧化物。并对所制备的吸附剂进行除磷性能及再生的研究。镧-铜系复合氧化物的最佳制备条件条件为：铜的摩尔质量分数为3%,制备温度为70℃,反应时间为120min,焙烧温度为120℃,焙烧时间为1h。其中铜含量及焙烧温度对吸附剂的磷吸附量有较大影响。结果表明：铜含量为3%的镧-铜系复合氧化物分散度较好,且经过400℃焙烧后的吸附剂对磷酸盐的吸附效果更好。镧-铜系复合氧化物对污水中磷酸根的吸附既有静电吸附作用也有离子交换吸附作用。实验进一步研究了镧-铜复合氧化物吸附污水中磷的影响因素。结果表明：振荡吸附可加快吸附速率,振荡吸附24h后基本达到了吸附平衡。磷初始浓度为50mg/L及80mg/L时,吸附剂投加量为0.75g/L和1g/L时,污水除磷效率几乎达到100%.pH在4～6之间时,吸附量较大,既偏酸性条件下更有利于磷酸根的吸附。当吸附剂投加量一定时,随着初始磷浓度的增大,吸附剂的吸附量逐渐增大,而污水中磷的去除率逐渐降低。镧-铜系复合氧化物的吸附动力学行为表现为：拟二级速率方程>拟一级速率方程>叶洛维奇方程,,等温吸附行为较符合Langmuir方程。再生实验表明,再生温度对吸附剂再生率有很大影响。800℃-1400℃内,样品热分解反应剧烈,吸附剂的再生率逐渐增大。当温度达到1500℃后,再生率反而略有下降。说明高温再生导致吸附剂物相结构发生变化,不利于磷酸盐的吸附。12h热分解反应几乎进行完全,样品的最大再生率为58.6%。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-27
  1.1 我国水污染现状  11-13
  1.2 水体富营养化  13-15
    1.2.1 水体中磷的形态  14
    1.2.2 水体中磷的来源  14-15
  1.3 污水除磷方法研究现状  15-22
    1.3.1 生物法除磷  15-18
    1.3.2 化学沉淀法  18-19
    1.3.3 结晶法  19-20
    1.3.4 离子交换法  20
    1.3.5 电解法  20
    1.3.6 吸附法  20-22
  1.4 稀土元素的基本性质及在污水除磷中的应用  22-23
    1.4.1 稀土元素的理化性质及应用  22
    1.4.2 稀土元素在污水除磷中的应用  22-23
  1.5 吸附剂的再生方法  23-24
  1.6 本实验的选题依据  24-25
    1.6.1 前期研究成果  24
    1.6.2 晶体缺陷学原理  24-25
  1.7 本实验研究的目的、意义及主要内容  25-27
    1.7.1 本实验研究的目的及意义  25
    1.7.2 本实验研究的主要内容  25-27
第二章实验材料及方法  27-33
  2.1 实验材料  27-28
    2.1.1 实验所需试剂  27
    2.1.2 仪器、设备  27-28
  2.2 实验方法  28-30
    2.2.1 镧-铜系复合氧化物的制备  28-29
    2.2.2 磷的测定方法  29-30
    2.2.3 静态吸附实验  30
    2.2.4 吸附剂再生  30
  2.3 表征  30-33
第三章镧-铜系复合氧化物的制备及表征  33-49
  3.1 铜含量对镧-铜系复合氧化物磷吸附效果的影响  33-35
    3.1.1 实验方法  33
    3.1.2 结果与讨论  33-35
  3.2 制备温度对镧-铜系复合氧化物磷吸附效果的影响  35-36
    3.2.1 实验方法  35
    3.2.2 结果与讨论  35-36
  3.3 反应时间对吸附效果的影响  36-37
    3.3.1 实验方法  36
    3.3.2 结果与讨论  36-37
  3.4 焙烧温度对吸附效果的影响  37-39
    3.4.1 实验方法  37
    3.4.2 结果与讨论  37-39
  3.5 焙烧时间对吸附效果的影响  39-40
    3.5.1 实验方法  39
    3.5.2 结果与讨论  39-40
  3.6 最佳制备条件的确定  40-42
  3.7 镧-铜系复合氧化物的表征及吸附剂机理初探  42-46
    3.7.1 晶体结构分析  42-43
    3.7.2 表面形貌分析  43-45
    3.7.3 红外分析  45
    3.7.4 吸附机理初探  45-46
  3.8 本章小结  46-49
第四章镧-铜系复合氧化物磷吸附影响因素及吸附性能研究  49-59
  4.1 磷吸附影响因素研究  49-53
    4.1.1 吸附形式对吸附效果的影响  49-50
    4.1.2 吸附剂投加量对吸附效果的影响  50-51
    4.1.3 溶液pH值对吸附效果的影响  51-52
    4.1.4 初始磷浓度对吸附效果的影响  52-53
  4.2 吸附剂磷吸附性能的研究  53-57
    4.2.1 吸附动力学研究  53-55
    4.2.2 吸附等温线研究  55-57
  4.3 本章小结  57-59
第五章镧-铜系复合氧化物再生研究  59-65
  5.1 吸附剂高温真空再生原理  59
  5.2 掺铜磷酸镧的热分解实验  59-61
    5.2.1 实验方法  60
    5.2.2 结果与讨论  60-61
  5.3 吸附剂真空高温再生研究  61-64
    5.3.1 煅烧温度对再生率的影响  61-62
    5.3.2 时间对再生率的影响  62-64
  5.4 真空高温再生机理分析  64
  5.5 本章小结  64-65
第六章结论  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 存在的问题  66-67
致谢  67-69
参考文献  69-73
附录A 攻读硕士期间发表论文目录  73-75

镧—铜系复合氧化物的制备及污水除磷研究

内容摘要

全文目录

相似论文