萃取-吸附联合法除硼及壳聚糖-锆复合球的硼吸附性能研究

《萃取-吸附联合法除硼及壳聚糖-锆复合球的硼吸附性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、萃取-吸附联合法除硼及壳聚糖-锆复合球的硼吸附性能研究Studiesonextraction-adsorptioncombinedmethodforremovalofboronandboronadsorptionpropertiesofZr-chitosancompositebeads学科专业：化学工程作者姓名：王雄指导教师：刘明言教授天津大学化工学院二零一七年五月万方数据独创性声明本人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和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他

2、教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要硼和硼化合物作为一种重要的原材料，在现代工业和

3、农业生产中具有广泛的应用。近年来硼矿石资源已日益枯竭，而富含硼资源的盐湖卤水却尚未得到有效的利用。盐湖卤水中含有钾、镁、锂、硼等多种价值元素，在利用盐湖卤水生产高品质镁和锂质产品时，必须除去硼，因此从盐湖卤水中分离硼元素对卤水资源的综合利用具有重要意义。本论文以硼的深度分离为目标，采用了萃取-吸附联合方法对盐湖酸化老卤中的硼进行提取，同时，制备了一种新型壳聚糖/锆复合球形吸附剂（CTS-Zr）用于硼的吸附。主要研究内容如下：首先，采用萃取-吸附联合法对盐湖酸化沉硼后老卤中的硼进行了提取研究。以正癸醇、异辛醇、2-乙基-1,3-己二醇、磷酸三丁酯和航空煤油的混合溶

4、剂为萃取剂，考察了卤水pH值、相比、萃取级数对萃取过程的影响；以D564树脂为吸附剂，讨论了卤水pH值和树脂用量对吸附过程的影响，研究了D564树脂对硼的吸附动力学和吸附等温线特性；还对反萃和洗脱工艺过程进行了优化研究。结果表明：萃取剂对卤水中的硼具有良好的萃取性能；卤水pH值对萃取效果的影响明显，且pH值为2时萃取效果最佳；相比和萃取级数增加到3后对进一步降低卤水中硼浓度的效果不明显。吸附过程卤水的最优pH值为7；吸附动力学数据符合准二级动力学模型，吸附等温线数据符合Langmuir等温吸附模型；树脂用量为6g/(100mL卤水)时可将一级萃取后卤水中的硼浓度

5、降低至1.0mg/L以下。反萃剂宜使用0.1mol/L的NaOH溶液，洗脱剂宜使用0.5mol/L的HCl溶液。之后，利用壳聚糖与Zr4+的配位反应制备了复合材料CTS-Zr。采用扫描电镜、元素分析仪和傅里叶红外光谱对CTS-Zr进行了表征；系统考察了溶液pH值、硼初始浓度、接触时间、温度及共存阴离子Cl-、NO3-和SO2-4等对CTS-Zr吸附性能的影响。结果表明：pH值为2-7时，CTS-Zr对硼的吸附效率较高；吸附平衡行为符合Langmuir等温吸附模型，最大平衡吸附量为21.1mg/g；吸附动力学复合准二级动力学模型，吸附过程受膜扩散控制；该吸附主要涉

6、及物理吸附和硼酸与Zr(OH)4表面羟基的内层配合反应。常见的共存阴离子对硼的吸附效果几乎没有影响；CTS-Zr对硼的吸附过程为放热的非自发的过程；使用pH值为12的蒸馏水，对吸附剂进行了洗脱，洗脱效率为96.3%，且经过3次吸附-解吸循环后，吸附剂的吸附效率没有明显降低。较高的硼吸附容量表明CTS-Zr在盐湖卤水硼的吸附分离中有一定潜在应用价值。关键词：硼，卤水，萃取，吸附，壳聚糖，锆I万方数据ABSTRACTBoronanditscompoundshavebeenverywidelyusedinindustryandagriculturalfieldsasi

7、mportantrawmaterials.Inrecentyears,boronoreresourcesareincreasinglyexhausted.However,thesaltlakebrinesrichinboronresourceshasnotbeenutilizedeffectively.Saltlakebrinescontainmanyvaluableelementssuchaspotassium,magnesium,lithiumandboron.Forproducinghighqualitymagnesiumandlithiumproduct

8、sfrombrines,