层状双金属复合氢氧化物对噻吩的吸附性能研究

论文摘要

噻吩类化合物是一种存在于含硫废水和燃料中的有机硫化物。废水中的硫化物具有毒性、腐蚀性,燃料中的硫化物经过燃烧会产生SOx等大气污染物。如果不将其脱除,势必会对生态环境造成严重污染,从而危及到人类的生存。本文利用成核晶化隔离法和共沉淀法分别制备出的碳酸根和十二烷基硫酸钠（SDS）插层的水滑石（LDH）作为吸附剂来脱除水相中的噻吩。吸附结果表明两种材料对水中噻吩具有不同的吸附特性。对于Zn2Al-CO3LDH,需要将溶液pH值控制在6-8。在吸附温度为25℃时,对800 ppm的噻吩溶液最大去除率可达88.7%,吸附量达354.80 mg/g；对于SDS-LDH, pH值不需要控制在特定的范围。在吸附温度为25℃时,最大去除率可达91.4%,吸附量达146.24 mg/g。对这两种材料的吸附行为的动力学研究表明化学吸附在吸附过程中起着主导作用。本文研究了利用成核晶化隔离法制备出的Zn3Al-LDHs和Ni3Fe-LDHs对正庚烷溶液中噻吩的吸附性能。发现Ni3Fe-CO3 LDH具有最高的去除率和吸附容量。在温度为40℃时,Ni3Fe-CO3 LDH对500 ppm噻吩的去除率最高可达26.8%,吸附量最高可达8.62 mg/g。在50℃下于空气中活化60 min,再生产物的吸附量下降程度最低。经过三次循环再生利用,吸附量没有大幅度下降,表明Ni3Fe-CO3 LDH是一种较稳定的噻吩吸附剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 含硫废水的危害及处理方法
• 1.2.1 含硫废水的危害
• 1.2.2 目前的处理方法
• 1.2.2.1 氧化法
• 1.2.2.2 汽提法
• 1.2.2.3 碱吸收法
• 1.2.2.4 沉淀法
• 1.2.2.5 吸附法
• 1.2.2.6 含硫废水的生化处理
• 1.3 燃料油中脱除噻吩的必要性及处理方法
• 1.3.1 燃料油中脱除噻吩的必要性
• 1.3.2 目前的处理方法
• 1.3.2.1 加氢脱硫
• 1.3.2.2 氧化脱硫
• 1.3.2.3 萃取脱硫
• 1.3.2.4 烷基化脱硫
• 1.3.2.5 吸附脱硫
• 1.4 脱硫吸附剂
• 1.4.1 分子筛类吸附剂
• 1.4.2 活性炭类吸附剂
• 1.4.3 金属氧化物类吸附剂
• 1.4.4 粘土类吸附剂
• 1.5 LDHs概述
• 1.5.1 LDHs的结构
• 1.5.2 LDHs的吸附性能
• 1.5.2.1 LDHs对无机阴离子的吸附研究
• 1.5.2.2 LDHs对有机阴离子的吸附研究
• 1.5.2.3 LDHs对疏水性有机物的吸附研究
• 1.6 论文的研究意义和目的
• 1.7 论文研究的主要内容
• 第二章 层状双金属复合氢氧化物对水溶液中噻吩的吸附性能研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料及仪器设备
• 2Al-CO₃ LDH和SDS-LDH的制备'>2.2.2 Zn₂Al-CO₃LDH和SDS-LDH的制备
• 2Al-CO₃ LDH的制备'>2.2.2.1 Zn₂Al-CO₃LDH的制备
• 2.2.2.2 SDS-LDH的制备
• 2.2.3 样品表征
• 2.2.3.1 X-射线粉末衍射分析（XRD）
• 2.2.3.2 红外分析（FT-IR）
• 2.2.3.3 等离子电感偶合（ICP）分析
• 2.2.4 噻吩浓度的检测
• 2Al-CO₃ LDH和SDS-LDH吸附噻吩的动力学实验'>2.2.5 Zn₂Al-CO₃LDH和SDS-LDH吸附噻吩的动力学实验
• 2Al-CO₃ LDH和SDS-LDH的吸附性能实验'>2.2.6 不同噻吩初始浓度下Zn₂Al-CO₃LDH和SDS-LDH的吸附性能实验
• 2Al-CO₃-LDH和SDS-LDH不同投放量对噻吩去除率的影响实验'>2.2.7 Zn₂Al-CO₃-LDH和SDS-LDH不同投放量对噻吩去除率的影响实验
• 2.2.8 不同初始pH值对噻吩去除率的影响实验
• 2.3 结果与讨论
• 2Al-CO₃-LDH和SDS-LDH的结构'>2.3.1 Zn₂Al-CO₃-LDH和SDS-LDH的结构
• 2Al-CO₃ LDH和SDS-LDH的吸附噻吩动力学研究'>2.3.2 Zn₂Al-CO₃LDH和SDS-LDH的吸附噻吩动力学研究
• 2Al-CO₃ LDH和SDS-LDH的吸附性能研究'>2.3.3 不同噻吩初始浓度下Zn₂Al-CO₃LDH和SDS-LDH的吸附性能研究
• 2Al-CO₃-LDH和SDS-LDH不同投放量对噻吩去除率的影响'>2.3.4 Zn₂Al-CO₃-LDH和SDS-LDH不同投放量对噻吩去除率的影响
• 2.3.5 不同初始pH值对噻吩去除率的影响
• 2.4 小结
• 第三章 层状双金属复合氢氧化物对正庚烷中噻吩的吸附性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料及仪器设备
• 3.2.2 吸附材料的制备
• 3Al-CO₃LDH、Zn₃Al-LDO和SH-LDH的制备'>3.2.2.1 Zn₃Al-CO₃LDH、Zn₃Al-LDO和SH-LDH的制备
• 3Al-NO₃LDH、Zn₃Al-LDO和SH-LDH的制备'>3.2.2.2 Zn₃Al-NO₃LDH、Zn₃Al-LDO和SH-LDH的制备
• 3-Fe-CO₃LDH、Ni₃Fe-LDO和SH-LDH的制备'>3.2.2.3 Ni₃-Fe-CO₃LDH、Ni₃Fe-LDO和SH-LDH的制备
• 3-Fe-NO₃LDH、Ni₃Fe-LDO和SH-LDH的制备'>3.2.2.4 Ni₃-Fe-NO₃LDH、Ni₃Fe-LDO和SH-LDH的制备
• 3.2.3 样品表征
• 3.2.3.1 X-射线粉末衍射分析（XRD）
• 3.2.3.2 红外分析（FT-IR）
• 3.2.4 噻吩浓度的检测
• 3.2.5 模拟汽油的配制
• 3.2.6 吸附剂评价方法
• 3.2.7 吸附剂再生实验
• 3.2.8 汽油中噻吩含量与吸附剂噻吩的吸附量的计算方法
• 3.2.8.1 汽油中噻吩含量的计算方法
• 3.2.8.2 吸附剂噻吩的吸附量的计算方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 吸附材料的结构
• 3Al体系LDH对噻吩吸附性能'>3.3.2 Zn₃Al体系LDH对噻吩吸附性能
• 3Fe体系LDH对噻吩吸附性能'>3.3.3 Ni₃Fe体系LDH对噻吩吸附性能
• 3Fe-CO₃ LDH的吸附效果的影响'>3.3.4 温度、时间对Ni₃Fe-CO₃LDH的吸附效果的影响
• 3Fe-CO₃ LDH添加量对吸附效果的影响'>3.3.5 Ni₃Fe-CO₃LDH添加量对吸附效果的影响
• 3Fe-CO₃ LDH吸附剂再生实验'>3.3.6 Ni₃Fe-CO₃LDH吸附剂再生实验
• 3Fe-CO₃ LDH吸附剂的循环利用实验'>3.3.7 Ni₃Fe-CO₃LDH吸附剂的循环利用实验
• 3.4 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书