硅藻土表面性质及对pb(ⅱ)吸附机理的研究

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1、分类号：密级：公开UDC：编号：硅藻土表面性质及对Pb(Ⅱ)吸附机理的研究SurfacepropertiesofdiatomitesandtheiradsorptionmechanismofPb(Ⅱ)学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：化学（0703）研究方向：纳米化学申请学位级别：硕士指导教师：刘桂霞教授研究生：马书翠张吉林研究员（长春应化所）论文起止时间：2013.9—2014.12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《硅藻土表面性质及其对Pb(Ⅱ)吸附机理研究》是本人在指导教师的

2、指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到声明的法律结果由本人承担。作者签名：马书翠2015年3月25日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人

3、授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：马书翠2015年3月25日导师签名：刘桂霞2015年3月25日摘要硅藻土表面性质及硅藻土对重金属离子Pb（Ⅱ）吸附机理的研究不仅能够为硅藻土吸附铅等重金属离子提供理论依据和技术支持，而且能够更好地消除铅等重金属离子的污染、保护环境和开发利用价廉、环保的硅藻土。本论文中，首先通过N2吸附-脱附等温线、EDS、FTIR、XPS等手段确定了其形貌为圆盘型多孔结构，BET比表面积为10.21m2/g，表面存在大量的羟基位点

4、≡Si-OH、≡Al-OH和≡FeOH；通过酸碱滴定的手段，利用计算机软件ProtoFitVersion2.0模拟计算了600oC煅烧的硅藻土表面各种活性位点的酸性平衡常数（logK1，logK2）及其相应的位点浓度logC；并通过PHREEQC3.1.2计算机软件模拟出各活性位点的组分物种分布。其次，通过Pb2+的吸附试验数据，可知硅藻土对Pb2+的吸附受pH的影响很大，吸附符合伪二级动力学方程，满足Langmuir和Freundlich等温吸附模型，吸附过程为自发吸热过程，并以物理吸附为主；利用PEST和PHREEQC软件模拟计算Pb2+在煅烧

5、后硅藻土表面的络合平衡常数及其组分物种的分布情况。因此Pb2+在煅烧后硅藻土表面的吸附行为和吸附模型得以充分地阐述。为解决固液快速分离和Pb2+的选择性吸附的问题，用(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷对硅藻土表面进行了改性并嫁接上了磁性Fe3O4纳米粒子，获得了新型的磁性硅藻土吸附剂。能在2min内彻底分离，吸附过程满足伪二级动力学方程。关键词：硅藻土；表面性质；表面活性位点；铅；吸附；Fe3O4；模拟计算IABSTRACTTheresearchonthesurfacepropertiesofthediatomitesandtheiradsorption

6、mechanismofPb(II)notonlycanprovidetheoreticalbasisandtechnicalsupportforthediatomiteadsorptionofleadandotherheavymetalions,butalsobettereliminateleadandotherheavymetalspollution,protecttheenvironment,developandutilizethecheap,environmentallyfriendlydiatomiteresource.Inthisthes

7、is,first,thediatomitesamplewithporoushoneycombstructurehasaBETspecificsurfaceareaof10.21m2/gandlargenumbersofsurfacehydroxylfunctionalgroups(≡Si-OH,≡Fe-OH,and≡Al-OH)byusingnitrogenadsorption/deadsorptionisotherms,TG-DSC,FTIR,andXPS.Theoptimizedsurfacedissociationconstants(i.e.

8、logK1,logK2)andtheirsurfacesiteconcentrationparametervalues(i