ceo_2fe_2o_3粉煤灰复合吸附剂的制备及其对模拟直接染料废水的吸附特征

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1、学校代码10135论文分类号X132学号20124015028研究生类别全曰制硕士学往办文Ce〇2/Fe2〇3/3^煤灰复合吸附剂的制备及其对模拟直接染料废水的吸附特征PreparationofCe〇2/Fe2〇3/FAcompositeadsorbentanditsadsorptivecharacteristicsforsimulatedwastewaterofdirectdyes学科门类:工学一级学科:环境科学与工程学科、专业:环境科学研究方向：环境分析化学石申请人姓名:T指导教师姓名:李北罡教授〇一五年五月二十八日内蒙古师范大学

2、硕士学位论文2内蒙古师范大学硕士学位论文中文摘要以取自内蒙古大唐国际托克托发电有限责任有限公司的固体废弃物粉煤灰（FA）为主要材料，经对FA酸改性并结合沉淀焙烧法制备出CeO2/Fe2O3/粉煤灰（CeO2/Fe2O3/FA）复合吸附剂，并对制备条件（包括改性剂HCl浓度、原料配比、温度、反应时间、静置温度、静置时间、焙烧温度和焙烧时间等）进行了优化。结合化学成分、XRD、SEM、EDS、FT-IR以及比表面积和孔径分析等对吸附剂进行了表征。将CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂用于对直接桃红12B和直接蓝2B两种直接染料模拟废水的吸

3、附实验，获得了最佳吸附条件，并进行了吸附动力学、平衡热力学研究，进而探讨了材料的再生利用以及重金属浸出特性，并对今后的实验工作进行了展望以及提出了一些可行性的建议，共得出以下结论：（1）以FA为原料，通过HCl改进和沉淀焙烧法制得了CeO2/Fe2O3/FA复合材料，考察了制备条件，通过XRD、SEM、EDS、FT-IR以及比表面积及孔径等方面进行了表征。研究证明，当FA用4mol/LHCl于80℃.6H.下进行活化后，再与FeCl32O和Ce(SO4)24H2O按质量比160:4:1进行沉淀反应，所得固相物质经300℃焙烧1h即可得

4、吸附性能最佳的CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂，对直接桃红12B和直接蓝2B两种染料废水，具有高效的吸附性能；表征发现：CeO2和Fe2O3已成功负载于FA上，且制成的CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂的比表面积是FA的7.21倍。（2）详细探讨了CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂对直接桃红12B和直接蓝2B两种染料的吸附性能及其影响因素。结果表明，吸附剂用量、接触时间和温度及溶液pH值是影响吸附的主要因素，获得了吸附两种染料的最佳吸附温度为25℃，吸附动力学研究表明：CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂对两种染料的吸附速率很

5、快，在30min即可达基本吸附平衡。将不同温度下的吸附动力学实验数据分别用拟一级吸附速率方程、拟二级吸附速率方程和颗粒内扩散方程进行拟合，结果发现，拟二级吸附速率方程可很好地描述整个吸附过程，且二级吸附速率k2随温度的升高而降低，并通过活化能方程计算获得了CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂对直接桃红12B和直接蓝2B的吸附的活化能Ea分别为19.78kJ/mol和17.02kJ/mol，表明吸附主要为物理吸附。3内蒙古师范大学硕士学位论文（3）等温吸附实验研究说明：CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂在不同温度下对直接12B和直接蓝

6、2B的等温吸附实验数据均能用Langmuir和Freundlich等温吸附方程进行描述，但是对Langmuir方程的拟合效果（R2均>0.99）明显优于对Freundlich吸附方程的拟合效果（R2>0.92和R2>0.83），直接12B和直接蓝2B的饱和吸附量分别为302.70mg/g和273.24mg/g。且吸附系数b值随温度升高而降低，进一步说明温度升高不利于反应进行，说明吸附具有放热性质；由Langmuir方程定义的RL值经计算均介于0.004~0.022和0.003~0.023范围内，说明CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂

7、对直接桃红12B和直接蓝2B染料的吸附均容易进行。吸附热力学研究表明：CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂在298K，308K，318K和328K的条件下对直接桃红12B的吸附自由能变△G在298K，308K，318K和328K分别在-26.95~-28.12kJ/mol之间，吸附焓变△H为-15.28kJ/mol，吸附熵变△S为0.0395J/mol/K，CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂对直接蓝2B的吸附自由能变△G分别为-27.37kJ/mol，-27.84kJ/mol，-28.09kJ/mol和-28.79kJ/mol吸附焓

8、变△H为-14.01kJ/mol，吸附熵变△S为0.0448J/mol/K，结果表明，不同温度下CeO2/Fe2O3/FA复合吸附剂对直接桃红12B和直接蓝2B的吸附过程均为自发进行的放热过程且以物理吸附为主。（4）通过