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纳米氢氧化铝镁的制备及其溶胶对重金属阳离子吸附性的研究

作　者: 钟婵娟
导　师: 卢龙；陈浩
学　校: 南昌大学
专　业: 环境工程
关键词: 纳米材料氢氧化铝镁前驱体溶胶吸附重金属
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

以结晶氯化铝(AlCl3·6H2O)、结晶氯化镁(MgCl2·6H2O)、氨水等原料制备前驱体溶胶,采用真空冷冻干燥方法制备纳米氢氧化铝镁超细粉体,借助透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪、物理吸附仪等方法对纳米氢氧化铝镁超细粉体进行表征。采用化学分析法,研究了不同镁铝摩尔比、时间、温度及PH值等因素对氢氧化铝镁溶胶的吸附性能的影响,结果表明：1.溶胶的制备是制备纳米粉体的前提。在铝镁氢氧化物溶胶的制备参数中,PH值是关健性因素,本实验发现只有当pH值在大于8.5于10.0之间时,凝胶才能正常胶溶化形成溶胶,溶胶存在的最佳pH值范围为9.0～9.2。产物的组成与原料配比有关,当原料的镁铝比小于3：1时,产物为Mg2Al(OH)7和Al(OH)3的混合物；随着原料中镁铝比的增加,产物中的Al(OH)3相对含量减少,当原料的镁铝比达到3：1时,产物全部为Mg2Al(OH)7。2.采用真空冷冻干燥方法所制备的产物为Mg2Al(OH)7粉体呈片状形貌,粒径小于30nm,大小分布均匀。经过400℃热处理后纳米粉体的比表面积增加,400℃后随着热处理温度的增加,纳米粉体比表面积开始下降,900℃后比表面积迅速降低。3.随着吸附时间的延长,吸附容量逐渐增大,吸附可在40min内完成。纳米氢氧化铝镁材料对重金属离子Cr3+,Fe3+有很明显的吸附效果,对Mn2+的吸附效果较差。4. Mg/Al摩尔比为3：1,温度为45℃,pH为9.2时,纳米氢氧化铝镁对Cr3+,Fe3+,Mn2+吸附效果最佳。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第1章引言  9-18
  1.1 纳米科学技术概述  9
  1.2 纳米材料种类  9-10
  1.3 纳米材料结构特征  10-11
    1.3.1 表面效应  10
    1.3.2 体积效应(小尺寸效应)  10
    1.3.3 量子尺寸效应  10
    1.3.4 宏观量子隧道效应  10-11
  1.4 纳米材料的制备  11-13
    1.4.1 物理制备方法  11-12
    1.4.2 化学制备方法  12-13
  1.5 纳米材料的应用  13-14
    1.5.1 催化剂方面的应用  13
    1.5.2 环境保护方面的应用  13-14
    1.5.3 生物医学领域  14
  1.6 吸附理论概述  14-15
    1.6.1 吸附  14-15
    1.6.2 吸附材料及应用  15
    1.6.3 吸附的影响因素  15
  1.7 氢氧化铝镁概述  15-16
    1.7.1 氢氧化铝镁的制备  15-16
    1.7.2 氢氧化铝镁吸附性研究  16
  1.8 本课题的研究意义及研究内容  16-18
    1.8.1 研究意义  16-17
    1.8.2 研究内容  17
    1.8.3 研究拟解决的问题及创新点  17-18
第2章纳米氢氧化铝镁的制备及其影响因素  18-23
  2.1 实验技术路线  18
  2.2 实验试剂及设备  18
  2.3 实验过程  18-19
  2.4 实验结果及讨论  19-22
    2.4.1 pH值与混合液中Mg~(2+)、Al~(3+)的浓度关系  19-21
    2.4.2 pH值对溶胶粘度的影响  21
    2.4.3 原料配比对粉体的组成及产率的影响  21-22
  2.5 小结  22-23
第3章纳米氢氧化铝镁的表征  23-27
  3.1 纳米粉体的表征方法  23
  3.2 结果与讨论  23-26
    3.2.1 原料配比对产物组成的影响  23-24
    3.2.2 纳米粉体形貌、大小  24-25
    3.2.3 纳米粉体的比表面积  25-26
  3.3 小结  26-27
第4章氢氧化铝镁溶胶对重金属阳离子吸附性能的研究  27-48
  4.1 氢氧化铝镁溶胶对Fe~(3+)离子的吸附  27-34
    4.1.1 Fe~(3+)的定量分析检测方法  27
    4.1.2 EDTA的标定  27-29
    4.1.3 吸附时间对吸附的影响  29-30
    4.1.4 Mg/Al摩尔比对吸附的影响  30-31
    4.1.5 pH值对吸附的影响  31-32
    4.1.6 吸附温度对吸附的影响  32-34
  4.2 氢氧化铝镁溶胶对Cr~(3+)离子的吸附  34-41
    4.2.1 Cr~(3+)的定量分析检测方法  34-35
    4.2.2 高锰酸钾溶液的标定(草酸钠法)  35
    4.2.3 硫酸亚铁铵标准溶液的标定(高锰酸钾法)  35-36
    4.2.4 吸附时间对吸附的影响  36-37
    4.2.5 Mg/Al摩尔比对吸附的影响  37-38
    4.2.6 pH值对吸附的影响  38-40
    4.2.7 吸附温度对吸附的影响  40-41
  4.3 氢氧化铝镁溶胶对Mn~(2+)离子的吸附  41-47
    4.3.1 实验原理及试剂  41
    4.3.2 硫酸亚铁铵标准溶液的标定  41-42
    4.3.3 实验步骤  42
    4.3.4 吸附时间对吸附的影响  42-43
    4.3.5 Mg/Al摩尔比对吸附的影响  43-44
    4.3.6 pH值对吸附的影响  44-46
    4.3.7 吸附温度对吸附的影响  46-47
  4.4 小结  47-48
第5章结论与展望  48-49
  5.1 结论  48
  5.2 进一步工作的方向  48-49
致谢  49-50
参考文献  50-54
攻读学位期间的研究成果  54

纳米氢氧化铝镁的制备及其溶胶对重金属阳离子吸附性的研究

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