粘土矿物对水中pb2+、cu2+、cd2+的吸附及机理研究

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1、万方数据中图分类号x53UDC504硕士学位论文学校代码密级10533粘土矿物对水中Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附及机理研究StudyofPb2+，Cu2+，Cd2+adsorbedonclaymineralsunderaqueoussolutionandadsorptionmechanism作者姓名：姜腾达学科专业：化学工程与技术研究方向：化学工程学院(所)：化学化工学院指导教师：李海普论文答辩日期沙c，V．盼．2．0答辩委员会主席茎丕挫奎．)中南大学2014年5月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作

2、及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：差廛丝日期：巡年j二月丝日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关

3、数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：羔遂＆导师万方数据摘要粘土矿物对水中Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附及机理研究摘要：论文采用搅拌平衡法考察了酸性(pHi4．3)条件下三种不同结构的粘土矿物(蒙脱石、伊利石、高岭石)对水中低浓度二价阳离子铅、铜及镉的吸附特征，同时考察了单金属离子．水一矿物体系、双金属离子．水一矿物体系及三金属离子．水一矿物体系中重金属离子在蒙脱石上的吸附情况，并采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP．OES)对体系中被吸附离子及粘土矿物可能溶出的离子进行了监测，采用拉格尔

4、格伦伪一级动力学方程及伪二级动力学方程对吸附数据进行了线性拟合。吸附完成后，利用X射线光电子能谱仪(XPS)对吸附重金属离子前后的粘土矿物中的Si、A1、O及被吸附重金属元素进行了检测；利用X射线衍射仪(XRD)对蒙脱石凶01面进行了分析，结果发现：1、在实验体系中，三种粘土矿物对重金属离子均有不同程度的吸附，以蒙脱石的吸附能力为最强；伊利石吸附Cd2+能力强于高岭石，高岭石吸附Pb2+与Cu2+能力强于伊利石。各矿物对重金属离子的吸附具有选择性，蒙脱石及伊利石对三种离子的吸附量依次为：铜离子>镉离子>铅离子；高岭石为铜离子≈铅离子>镉离子。2、无论是单离子

5、金属体系还是多离子金属体系，三种矿物对重金属离子的吸附均符合拉格尔格伦伪二级动力学模型，吸附过程速率控制步骤为化学吸附。3、铅一镉．水体系及铜．镉一水体系中，Cd2+的存在提高了蒙脱石对Pb’2+及Cu抖的吸附速率。4、XRD分析结果显示，吸附重金属离子前后，蒙脱石层间距并未产生明显变化；XPS分析结果显示，三种重金属离子均以氧化态的形式被吸附在粘土矿物上，除蒙脱石产物检测出了少量Pb304、Pb02的特征峰外，其余粘土矿物及重金属离子均以二价形式与氧原子结合。关键词：重金属离子；粘土矿物；蒙脱石；化学吸附；动力学；ICP—OES；XPS分类号：X53万方数

6、据中南大学硕士学位论文ABSTRACTStudyofPb2+，Cu2+，Cd2+adsorbedonclaymineralsunderaqueoussolutionandadsorptionmechanismAbstract：Thefeaturesofthreeclayminerals(montmorillonte，lllite，kaolinite)adsorbingthreesingleheavymetalcations(Pb2+，Cu2+，Cd2+)inacidaqueoussolution(pHi．4．3、)underlowconcentrationw

7、ereinvestigatedbyStir—BalanceMethod，andthefeaturesofmontmorillonteadsorbingmorethanoneheavymetalcationundermulticompoundssystemswerealsoresearchedusingthesamemethod．ICP—OESwasusedtomonitortheconcentrationofmetalheavycationsandthosemaybedissolvedoutfromclayminerals．Alltheseadsorptio

8、ndataweremodeledusingLager