硅藻土基吸附剂制备及对水体中磷酸根吸附性能研究

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1、ResearchonPreparationofDiatomite-BasedSorbentsandPerformanceofPhosphateRemovalfromaqueoussolutionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangYongqiangSupervisor：Prof.ZhangXiaopingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：X522学校代号：1

2、0561学号：201520132480华南理工大学硕士学位论文硅藻土基吸附剂制备及对水体中磷酸根吸附性能研究作者姓名：汪勇强指导教师姓名、职称:张小平教授申请学位级别：硕士工程领域名称：环境工程研究方向：水污染控制及修复技术论文提交日期：2018年6月1日论文答辩日期：2018年6月7日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：胡勇有教授委员：刘则华教授马邕文教授周兴求副教授张颖仪副教授摘要含磷废水流入水体中，当浓度超标后会引起水体富营养化，造成水体中藻类疯长、水中含氧量缺

3、乏、水生动植物死亡、水体发臭等一系列恶性循环。除去水体中磷、限制富营养化，保护水生态平衡，是目前比较棘手的问题，也是科研工作急需解决的环境问题。吸附法是目前除磷比较有效的方法，该方法简单，吸附迅速，达到平衡所用的时间少，对处理的废水的pH要求低，等等。吸附法的重点是制备出优良的吸附剂。硅藻土具有高比表面积、大的孔道，强的耐酸耐碱性，是优质的吸附剂载体。本文以硅藻土为载体，在硅藻土上分别负载了镧和锌，制备了硅藻土/镧（D-La）、硅藻土/锌（D-ZnO）两种吸附剂。对两种吸附材料进行表征，分析它们的负

4、载特性，并进行对磷的吸附实验，探讨吸附过程的影响因素和吸附机制。本文所得到的结论如下：（1）D-La的制备。将镧溶液、甘氨酸和硅藻土超声混合后干燥，在马弗炉内不同温度（200、300、400、500、600、700℃）下制备D-La吸附剂，比较不同煅烧温度下的吸附剂的性能。得出400℃煅烧温度为最佳温度，在此温度下，以不同D/La质量比（1/0.15、1/0.3、1/0.45、1/0.6）制备吸附剂，比较不同镧含量对吸附性能的影响，探究出最佳质量比为1/0.45时，吸附最好。表征结果表明：镧均匀负载

5、在硅藻土的表面，通过形成Si-O-La键结合在一起，含镧化合物为碳酸氧镧。（2）D-La对磷的吸附性能研究。四种干扰离子（SO2----4、NO3、Cl、和HCO3）对磷酸根的吸附没有什么很大的影响；D-La在较宽的pH范围内，对磷有较高的吸附量，在pH为2－6时，D-La对磷的吸附量在50mgP/g以上；D-La的吸附动力学符合拟二级模型，吸附达到平衡时间短，吸附主要发生化学吸附；Langmuir模型更好的拟合吸附等温线，饱和吸附量为80.9mgP/g。D-La吸附剂的再生性能不好，随着再生次数的

6、增加，再生效率急速下降。（3）D-ZnO的制备。将硅藻土与硝酸锌充分混合后，滴加氢氧化钠，离心分离、洗涤、干燥后制得。表征结果表明：硝酸锌转化为氧化锌均匀负载在硅藻土整个表面，没有团聚，氧化锌未与硅藻土成键键合。（4）D-ZnO对磷的吸附性能研究。随着溶液初始pH的增加，D-ZnO对磷的吸附量逐渐变小；吸附迅速，吸附4h后达到吸附平衡，D-ZnO的吸附动力学符合拟二级模型，等温线符合Langmuir模型，饱和吸附量高达111.1mgP/g。但再生性能不是很理想。I关键词：磷；硅藻土；镧；氧化锌；化学

7、吸附IIABSTRACTItwouldcauseeutrophicationwithaseriesofnauseacyclesinthewaterbodywhenphosphorus-containingwastewaterflowsintothewaterbody,likelongalgae,oxygendeficiency,deathofaquaticanimalsandplants,odorofwaterandsoon.Itisadifficultandurgentenvironmentpro

8、blemtoremovephosphate,restricteutrophication,keepbalanceofwaterecologicalenvironment.adsorptionmethodiseffectivemethodtoremovephosphorusatpresentwhichissimple,fast,lesstimetoachievebalanceandhighcapacitywithawidelyPHrange,etc.Theprepara