碘富集剂的制备及应用研究

论文摘要

碘是人类的生产和生活中一种重要的元素,吸附富集是从水溶液中提取碘的主要方法之一。本文通过对活性炭的改性来吸附碘液和制备层状氢氧化物作为碘离子吸附剂,其中层状氢氧化物可以直接吸附溶液中的碘离子,大大提高碘的生产效率。首先本文研究活性炭对碘的吸附情况。比较了焙烧前后活性炭吸碘量的变化,并采用负载金属离子法、酸碱改性法、超声波法对活性炭进行改性。未改性前活性炭吸碘量为697mg/g,焙烧后的活性炭吸碘量为962mg/g。负载金属离子法选取Ag+、Mg2+、 La3+、Zr4+四种金属离子对活性炭进行浸渍处理,其中负载Zr4+效果最明显,可达到1067mg/g。酸碱改性法使活性炭吸碘量略有增加,超声波改性法吸碘量增加了160mg/g。研究了吸附剂加入量及初始浓度对吸附效果的影响。确定了活性炭作为吸附剂,最佳吸附时间为30min。其次本文还以氯化镁、氯化铝、氯化锌、硝酸锌、硝酸镁和硝酸铝等为原料采用共沉淀制备出了7种层状金属氢氧化物,其中碳酸根的有Mg-Al-Cl LDHs、 Mg-Al-Zn-Cl LDHs、Mg-Al-Zn-NO3LDHs和Mg-Al-NO3 LDHs,硝酸根的有ZnAl-NO3LDHs、MgAl-NO3 LDHs、NiAl-NO3LDHs并测定了样品对I-的吸附性能。研究了它们的吸附等温线、吸附剂用量影响、吸附时间的影响。实验结果表明,层状氢氧化物对碘离子有一定的吸附性；其中硝酸根的LDHs的富集效果比碳酸根的LDHs要略差些,吸附量为200mg/g。焙烧后的碳酸根的LDHs对碘离子的吸附能力有所提高,最好的达到300mg/g。同时本文考查了层状金属氢氧化物对低浓度碘离子的吸附率的影响,结果表明吸附剂用量7g/L时对40mg/L的碘离子溶液的吸附率可以达到40%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 碘
• 1.1.1 碘元素基本知识
• 1.1.2 碘的用途
• 1.1.3 碘的生产现状
• 1.2 碘的提取方法
• 1.3 碘的分析法
• 1.3.1 容量法
• 1.3.2 吸光光度分析法
• 1.3.3 原子吸收光谱法
• 1.3.4 荧光分析法
• 1.3.5 色谱分析法
• 1.3.6 离子选择电极法
• 1.4 活性炭
• 1.4.1 活性炭的简介及应用
• 1.4.2 活性炭的工业制备方法
• 1.4.3 活性炭表面化学性质
• 1.4.4 活性炭的改性方法
• 1.5 层状金属氢氧化物
• 1.5.1 层状金属氢氧化物材料的概述
• 1.5.2 层状金属化合物的结构
• 1.5.3 层状金属化合物的性能
• 1.5.4 水滑石类层状化合物的制备方法
• 1.5.5 层状氢氧化物的应用及前景
• 1.5.6 在吸附上的研究进展情况
• 1.6 本课题的研究内容及意义
• 2 改性活性炭对碘液的吸附
• 2.1 实验药品与仪器
• 2.2 改性活性炭的制备
• 2.2.1 活性炭的预处理
• 2.2.2 负载金属离子法改性
• 2.2.3 酸碱改性法
• 2.2.4 超声波改性法
• 2.3 碘吸附量的检验
• 2.3.1 吸附值检验方法
• 2.3.2 实验试剂的配制
• 2.4 吸附实验
• 2.4.1 活性炭吸附碘原理概述
• 2.4.2 碘吸附等温线测定
• 2.4.3 计算结果
• 2.5 实验结果与讨论
• 2.5.1 吸附等温线
• 2.5.2 吸附动力学曲线
• 2.5.3 初始浓度对吸附量的影响
• 2.5.4 吸附剂加入量对吸附量的影响
• 2.6 小结
• 3 碳酸根LDHs吸附碘行为研究
• 3.1 实验药品与仪器
• 3.2 层状氢氧化物的制备
• 3.2.1 制备原理
• 3.2.2 碳酸根LDHs的制备
• 3.3 层状氢氧化物吸碘性能的研究
• 3.3.1 碘离子分析方法
• 3.3.2 实验室试剂的配置
• 3.3.3 标准曲线的绘制
• 3.3.4 吸附实验
• 3.3.5 计算公式
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 Mg-Al-Cl LDHs吸碘实验结果与讨论
• 3 LDHs吸碘实验结果与讨论'>3.4.2 Mg-Al-NO₃LDHs吸碘实验结果与讨论
• 3.4.3 Mg-Al-Zn-Cl LDHs吸碘实验结果与讨论
• 3.5 小结
• 4 硝酸根LDHs吸附碘行为研究
• 4.1 实验药品与仪器
• 4.2 层状氢氧化物的制备
• 4.2.1 制备原理
• 4.2.2 硝酸根LDHs的制备过程
• 4.3 层状氢氧化物吸碘性能的研究
• 4.4 实验结果与讨论
• 3 LDHs吸碘实验结果与讨论'>4.4.1 Zn Al-NO₃LDHs吸碘实验结果与讨论
• 3 LDHs吸碘实验结果与讨论'>4.4.2 MgAl-NO₃LDHs吸碘实验结果与讨论
• 4.5 小结
• 5 层状氢氧化物对低浓度的碘离子的吸附
• 5.1 实验药品与仪器
• 5.2 层状氢氧化物的制备
• 5.3 层状氢氧化物吸碘性能的研究
• 5.4 实验结果与讨论
• 5.4.1 Mg-Al-Zn-Cl LDHs吸碘实验结果与讨论
• 3 LDHs及其焙烧产物吸碘性能比较'>5.4.2 Mg-Al-NO₃LDHs及其焙烧产物吸碘性能比较
• 5.5 小结
• 6 双金属氢氧化物的表征及分析
• 6.1 粒度分析
• 6.2 BET表征及分析
• 7 结论
• 8 参考文献
• 9 致谢