吸附重金属离子的赤泥基环境修复材料的研究

题名:吸附重金属离子的赤泥基环境修复材料的研究
作者:黄香魁
学位授予单位:武汉理工大学
关键词:烧结法赤泥;;拜耳法赤泥;;赤泥基多孔陶瓷载体;;环境修复材料;;成孔剂;;性能及微观结构;;表面改性;;电镀废水;;重金属离子去除
摘要:

 水体重金属污染已成为全球性的环境污染问题,并且严重影响着人类的身体健康乃至生命。本研究以烧结法赤泥(S)、拜耳法赤泥(B)为主要原料,配以适当的烧成助剂和成孔剂,通过制备工艺的选择和烧成制度的控制,开发气孔率可控、表面性状良好、强度达到应用要求且易于表面改性的赤泥基多孔陶瓷载体。在载体过Strong magnets滤性能研究的基础上,将合适的重金属离子吸附剂涂覆于多孔陶瓷载体上,获得了能够吸附重金属离子的环境修复材料。将环境修复材料成功用于去除电镀废水中铜、砷、铅、镉等重金属离子。

 采用XRD等测试方法,对赤泥基多孔陶瓷滤球样品的性能和微观结构进行了分析测试。结果表明,以烧结法赤泥、拜尔法赤泥以及两种赤泥混合为主要原料的B、S、BS 3个配方制备的样品均具有较好的理化性能。其中以两种赤泥为主要原料的BS配方赤泥总添加量达60wt%(S：B=1：1),在最佳烧成温度1100℃下烧成的样品显气孔率为37.39%,吸水率为20.14%,体积密度为1.86g/cm3,抗压碎强度为15.58MPa,耐酸性为96.63%,耐碱性为99.94%。XRD测试分析表明,BS样品的晶相主要是α-鳞石英(SiO2)、赤铁矿(Fe2O3)、透辉石(CaMgSi2O6)等。在赤泥基多孔陶瓷滤球的最佳配方BS中添加成孔剂白云石、石墨可调控样品的气孔率。典型配方BS1白云石的添加量为10%时,于1100℃烧成样http://www.chinamagnets.biz/品的气孔率为43.77%、吸水率为25.52%、体积密度为1.72g／cm3、抗压碎强度为9.90MPa、耐酸性为90.00%、耐碱性为99.31%。典型配方BS4石墨的添加量为10%时,于1100℃烧成样品的气孔率为45.37%、吸水率为27.95%、体积密度为1.62g/cm3、抗压碎强度为9.57MPa、耐酸性为90.69%、耐碱性为99.57%。

 利用壳聚糖、MnO2、稀土Eu-Ce共掺杂纳米YiO2对赤泥基多孔陶瓷载体进行表面改性,分别对Cu2+、Pb2+、Cd2+、As(V)进行吸附性能的研究。研究表明：pH=5,Cu2+为6mg／L,壳聚糖改性滤料的添加量为2g,吸附时间为120min时,壳聚糖改性滤料对Cu2+的去除率达到95.29%。在As(V)离子的浓度为2mg/L, pH值为2,吸附时间为240min时,Eu-Ce共掺杂TiO2改性滤料的添加量为2g时对As(V)离子去除率可达95.96%。在Pb2+的浓度为2mg／L,pH值为7,吸附时间为120min时,MnO2改性滤料的添加量为2g时对Pb2+去除率可达96.75%。在Cd2+的浓度为2mg/L, pH值为7,吸附时间为120min时,MnO2改性滤料的添加量为2g时对Cd2+去除率可达96.73%。

 壳聚糖改性滤料在0.10mol／L的盐酸溶液中浸泡24h的再生实验表明,再生率由第一次再生率的96.70%降至第三次再生率的88.41%。
学位年度:2010