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膨胀石墨对油及苯基有机分子的吸附性能研究

作　者: 任海丽
导　师: 庞秀言
学　校: 河北大学
专　业: 应用化学
关键词: 膨胀石墨吸附性能苯基有机小分子油再生
分类号: TQ028.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

膨胀石墨是一种可再生环境修复材料。它是以天然鳞片石墨为原料,利用物理或化学的方法使非碳质反应物插入石墨层间,形成石墨层间化合物可膨胀石墨,可膨胀石墨经过高温膨胀而得到的一种疏松、多孔、质轻的物质。本文以硫酸作为插层剂,高锰酸钾为氧化剂制备了膨胀石墨。用X-ray衍射图谱、能量色散谱、比表面积、孔径、孔容积等对原料石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨等进行了表征。有机化合物废水是一类有害的工业废水。本文以膨胀石墨为吸附剂,系统地考察了膨胀石墨对以苯酚、苯甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸为代表的苯基有机小分子的吸附热力学规律；考察了吸附质浓度、pH值、温度、离子强度等因素对膨胀石墨吸附苯基有机小分子热力学的影响,并根据吸附等温线求得了Langmuir吸附常数。膨胀石墨对苯基有机小分子和油的吸附量存在显著差异。为了考察膨胀石墨对这两类吸附质的不同吸附机理,测定了膨胀石墨对油和苯基有机小分子的单独吸附性能及被苯基有机小分子饱和后的膨胀石墨对油的分级吸附性能,并对分级吸附性能的差异进行了方差分析；借助于膨胀石墨、被苯基有机小分子饱和的膨胀石墨、被油饱和的膨胀石墨扫描电子显微镜图谱分析证实了苯基有机小分子和油在膨胀石墨上的不同吸附位置。研究了被油饱和的膨胀石墨的再生处理方法及其对吸附性能的影响,考察了吸附质粘度及吸附剂的膨胀容积对吸附性能的影响；分别尝试了吸附油后膨胀石墨的真空抽滤法以及燃烧法对油的脱除效率；在连续吸附中测定了膨胀石墨的四次再生效率。实验结果表明：吸附量随吸附质粘度的增大而增加；吸附量与膨胀石墨的膨胀容积呈正相关性；膨胀石墨的真空抽滤和燃烧法对油的脱除效率分别为68.6%和98%；在连续吸附中,真空抽滤和燃烧法的第一次再生效率及四次累积效率分别为57.1%,58.5%和47.3%,50.5%。石墨蠕虫的微观结构上的差异导致吸附性能的巨大变化。真空抽滤法可以用于油的回收及膨胀石墨的再生利用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章膨胀石墨的制备与表征  11-20
  1.1 概述  11-15
    1.1.1 膨胀石墨的性质  11-12
    1.1.2 膨胀石墨的应用  12-13
    1.1.3 膨胀石墨的形成机理及结构特点  13-14
    1.1.4 膨胀石墨的一般制备方法  14-15
  1.2 膨胀石墨的制备  15-16
    1.2.1 实验主要原料及试剂  15
    1.2.2 实验仪器  15
    1.2.3 制备方法  15-16
  1.3 膨胀石墨的结构表征  16-19
    1.3.1 实验仪器  16
    1.3.2 试剂  16
    1.3.3 X-ray衍射分析  16-17
    1.3.4 原料石墨、可膨胀石墨的能量色散谱EDS表征  17-18
    1.3.5 膨胀石墨的比表面积、孔径及孔容积测定结果  18-19
  1.4 结论  19-20
第2章膨胀石墨对苯基有机小分子的吸附热力学研究  20-33
  摘要  20
  2.1 引言  20-23
    2.1.1 苯基有机小分子的来源  20
    2.1.2 苯基有机小分子的危害  20-21
    2.1.3 苯基有机小分子的治理现状  21-23
  2.2 实验部分  23-26
    2.2.1 原料与试剂  23-24
    2.2.2 实验仪器  24
    2.2.3 实验方法  24-26
  2.3 结果与讨论  26-31
    2.3.1 膨胀石墨对苯基有机小分子的吸附等温线及等温吸附常数  26-27
    2.3.2 离子强度对苯基有机小分子在膨胀石墨上吸附作用的影响  27-28
    2.3.3 溶液pH值对苯基有机小分子吸光度和吸附量的影响  28-30
    2.3.4 温度对苯基有机小分子在膨胀石墨上吸附作用的影响  30-31
  2.4 结论  31-33
第3章膨胀石墨对苯基有机小分子和油的吸附机理研究  33-41
  摘要  33
  3.1 引言  33-34
  3.2 实验部分  34-36
    3.2.1 实验材料  34-35
    3.2.2 实验仪器  35
    3.2.3 实验方法  35-36
  3.3 结果与讨论  36-40
    3.3.1 膨胀石墨对油的吸附性能  36
    3.3.2 膨胀石墨对苯基有机小分子的吸附性能  36-37
    3.3.3 被不同吸附质饱和膨胀石墨的SEM表征  37-38
    3.3.4 膨胀石墨对苯基有机小分子和油的分级吸附能力  38-40
  3.4 结论  40-41
第4章膨胀石墨对油的吸附性能及其再生处理方法  41-49
  摘要  41
  4.1 引言  41
  4.2 实验部分  41-43
    4.2.1 实验材料  41-42
    4.2.2 实验仪器  42
    4.2.3 实验方法  42-43
  4.3 结果与讨论  43-47
    4.3.1 膨胀石墨对吸附质的吸附性能  43-44
    4.3.2 不同膨胀容积膨胀石墨的吸附性能  44-45
    4.3.3 油的脱除效率  45
    4.3.4 膨胀石墨再生吸附能力  45-47
  4.4 结论  47-49
第5章展望  49-50
参考文献  50-55
致谢  55-56
附录攻读硕士期间已发表和待发表的论文  56

膨胀石墨对油及苯基有机分子的吸附性能研究

内容摘要

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