搜索
兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学毕业答辩化学与生物工程学院兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能纳米二氧化钛/四氧化三铁TiO2Fe3O4对铬的吸附性能AdsorptionCr+改性凹凸棒的制备改性凹凸棒的表征改性凹凸棒的吸附实验结论改性凹凸棒土复合材料Attapulgite兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的制备为什么要选择凹凸棒并对其改性？凹凸棒是一种含水的富镁铝硅酸盐黏土矿物，其储量大且便宜易得。凹凸棒的晶体结构为2:1型层链状结构，其空隙较多，吸附能力强。凹凸棒的晶体结构如图：兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的制备称取50g经过200目筛分后的凹凸棒黏土分散于700ml蒸馏水中，自然沉降3h并去除上层杂质。置于超声波清洗器分散1h，向凹凸棒黏土中投入500mlH2O2对凹凸棒黏土进行杀菌、漂白，待瓶内不再有气泡产生后加入250ml1mol/L的HCl溶液，置于超声波清洗器中进行超声波分散1h。再经6000r/min的离心机离心5min后去上层洁净的凹凸棒黏土层，加入无水乙醇清洗并离心，旨在去除凹凸棒黏土中的Ca2+、Cl-、Mg2+、H+等离子。最后将凹凸棒黏土置于75℃的干燥箱中干燥36h，以去除凹凸棒黏土中的水分，最后研磨后得到活化的凹凸棒黏土。1.凹凸棒的预处理兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的制备1.凹凸棒的预处理兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的制备2.凹凸棒负载TiO2取1g活化后的凹凸棒黏土，加入40ml无水乙醇置于超声波清洗器中分散0.5h。取一定质量的钛酸四丁酯溶于10ml乙醇并在磁力搅拌下滴加分散好的凹凸棒黏土中，缓慢滴加10ml蒸馏水。反应4h后将凹凸棒黏土抽滤，并用无水乙醇和蒸馏水反复清洗多次，置于75℃的烘箱中干燥5h，研磨即可得到ATP-TiO2。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的制备3.凹凸棒负载Fe4O3将一定质量的FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O加入到160ml的蒸馏水中，在70℃下剧烈搅拌并加入ATP-TiO2或活化后的ATP。30min后用浓氨水调节pH至10-11之间，并保持70℃反应3h，冷却后抽滤，并用蒸馏水洗涤多次。将负载后的ATP置于80℃的烘箱中干燥30min，再使用马弗炉调至350℃焙烧6h，研磨后即可得到ATP-TiO2-Fe3O4或ATP-Fe3O4。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的表征1.凹凸棒的宏观分析色泽：钛含量越高改性凹凸棒越白，铁含量越高改性凹凸棒越红。硬度：铁含量越高样品越硬，改性凹凸棒之间越容易聚集，不易分散。粒径：钛含量越高的样品越粒径越小，越容易在溶液中产生悬浊液。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的表征2.凹凸棒的扫描电镜兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的表征3.凹凸棒的EDS分析面总图谱改性前表观浓度改性后表观浓度Ti0.4413.77Fe5.7919.41改性比例：0.4946兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附1.六价铬离子的测定在酸性条件下，二苯碳酰二肼与Cr6+离子化合成紫红色物质，其吸收波长在540nm附近有最大值。将反应后的Cr6+离子溶液离心除去凹凸棒后，加入硫酸-磷酸缓冲溶液，再加入二苯碳酰二肼显色剂，在721分光光度计上测定其在540nm处的吸光度。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附2.铬标准曲线的测定配置一定浓度的铬标准溶液，加入硫酸-磷酸缓冲液并显色后，测得吸光度，整理得到六价铬离子标准曲线。其R2=0.9984y=0.00197x+0.00114兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附五种吸附剂对Cr6+离子的吸附在初始阶段比较迅速，随着吸附时间的延长，改性凹凸棒黏土逐渐达到平衡，吸附速率逐渐降低。其中3/4改性凹凸棒吸附效果最好吸附速率最快。3.时间对吸附率的影响兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附4.温度对吸附率的影响不同温度下改性凹凸棒黏土吸附趋势相近，但是平衡却随着温度的升高而降低，这是由于吸附是一个放热反应，升高温度不利于平衡吸附率的提高。温度越高达到平衡的时间越短，吸附速率越快。总体来说温度对吸附的影响相对较小。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附5.pH对吸附率的影响在酸性环境中吸附性能会优与碱性环境，当环境pH值为大于7时，凹凸棒黏土对Cr6+离子的吸附率下降较迅速。在弱酸性环境下，达到最优条件，此时吸附率最高。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附6.投加量对吸附的影响当3/4改性凹凸棒黏土达到0.6g时，吸附率趋于平稳，说明此时凹凸棒黏土过量，当投加量小于0.6g时，Cr6+离子溶液过量，此时只有部分Cr6+离子被吸附，故吸附率较低。吸附剂投加量的增加使吸附活性位点增加从而提高吸附率。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附7.浓度对吸附率的影响随着Cr6+离子初始浓度的提高，吸附量先缓慢降低，当初始浓度大于0.8mg/L时，Cr6+离子的吸附率快速下降。随着溶液中Cr6+浓度的升高，致使改性凹凸棒黏土对Cr6+离子的吸附反应达到饱和平衡状态，因此吸附率先缓慢降低后快速降低的趋势。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附8.循环再生性实验本实验采用全新的方法测定改性凹凸棒的脱附以及再生性能，其思路为固定改性凹凸棒含量，以减少操作量。故需定制一支减压磨口砂芯层析柱，其内径为25mm，高度350mm，沙芯最大孔径小于20μm。以及两只125ml球形分液漏斗，分别置于砂芯漏斗上下，上方漏斗用于转移溶液，下方漏斗用于储存液体。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附8.循环再生性实验吸附率和脱附率都在下降，最后两者都趋近于同一个值。但吸附率会大于同一循环的脱附率，但两者的差值逐渐缩小。这可能是由于发生了一些不可逆的吸附过程，但是吸附率虽然有所降低，说明其再利用性能较好。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附9.吸附动力学验证吸附质准二级动力学参数回归方程平衡吸附量(μg)吸附速率常数(μg·min)R2Cr(VI)t/Qt=0.01611t+0.1257362.070.002060.99721兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附10.吸附热力学验证温度KLangmuir方程Freundlich方程Ce/Qe=Ce/Qm+1/QmKLQmKLR2lnQe=lnCe/n+lnKFKFnR2293.15Ce/Qe=0.0157Ce+0.521663.840.03000.96913lnQe=0.9880lnCe+1.635363.850.04100.96896303.15Ce/Qe=0.0161Ce+0.630362.020.02560.99096lnQe=0.1030lnCe+2.025562.020.03020.99087313.15Ce/Qe=0.0167Ce+0.760060.060.02190.97625lnQe=0.1428lnCe+1.826560.050.01870.97619兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩改性凹凸棒的吸附10.吸附热力学验证T/KΔ/（kJ·mol）Δ/(J·mol·K)Δ/（kJ·mol）293.15-1.5862-43.5546-14.3584303.15-1.1632-43.5546-14.3584313.15-0.7146-43.5546-14.3584由表可知：改性ATP对Cr6+吸附过程的ΔH＜0，ΔG＜0，说明该过程为自发放热反应。随着温度的升高ΔG数值逐渐减小，说明温度越低反应平衡吸附量越高，但升高温度有利于提高Cr6+的吸附速率。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩实验结论通过电镜和EDS分析，说明改性凹凸棒黏土成功的负载了TiO2和Fe3O4，且元素分布均匀；Ti元素和Fe元素负载前后表观浓度变化量与预期一致。确定了不同变量的最优吸附条件，脱吸附实验说明该材料的连续吸附性能较好，在实际过程中可以循环再利用。该吸附符合准二级动力学方程，与Freundlich和Langmuir模型拟合度较高；改性凹凸棒对Cr6+离子的吸附为多层吸附与单层吸附同时存在；其吸附过程以化学吸附为主，但也存在着离子交换吸附和物理吸附。兰州交通大学毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能请各位老师指正！兰州交通大学化学与生物工程学院毕业答辩纳米二氧化钛四氧化三铁改性凹凸棒土复合材料对铬的吸附性能