金属盐改性煤渣吸附剂的制备及除氟研究

【摘要】本文为了提高工业废弃煤渣的除氟能力，以煤渣和金属盐为原料，用负载法制备了氯化镁改性煤渣(MgMC)和氯化钙改性煤渣(CaMC)除氟吸附剂，以除氟率为指标，对制备条件进行了优化。利用SEM、EDX、PXRD、IR、TG及BET对煤渣、改性煤渣及吸附F后的改性煤渣进行了表征。结果表明：与煤渣相比，MgMC和CaMC的比表面积虽有所减小，但对F的吸附能力都提高了，Mg和Ca在除氟过程中起了关键性作用。由单因素吸附实验可知：MgMC和CaMC都有较好的除氟效果，在50mLC0(F)为30mg/L的含氟溶液中，吸附剂投加量为1.5g时，MgMC吸附300min后达到平衡，CaMC在120min后达到吸附平衡。溶液初始pH对MgMC和CaMC除氟效果的影响均较小，pH在2~11的范围内MgMC的除氟率达到90%以上，pH在3~10的范围内CaMC的除氟率达到80%以上。此外，当共存阴离子的浓度较高时，MgMC和CaMC除氟时受不同阴离子影响的顺序相同，即HCO3>SO42>NO3>Cl。吸附过程的等温吸附特征、吸附动力学和热力学的研究结果表明：MgMC和CaMC对不同浓度F的吸附均符合Langmuir吸附等温方程和表观二级动力学模型，RL值均在0~1的范围内，表明MgMC和CaMC对F的吸附均是有利的。MgMC除氟过程中，吸附速率受液膜扩散和粒子内扩散共同影响。CaMC除氟的速率控制步骤与浓度有关，当F浓度较低时，粒子内扩散和液膜扩散共同控制着吸附速率；当F浓度较高时，吸附速率由液膜扩散控制。热力学参数表明F在MgMC和CaMC上的吸附都是自发进行的。
【作者】王丽娟；
【导师】沈俊菊；
【作者基本信息】山西师范大学，化学，2014，硕士
【关键词】改性煤渣；氯化镁；氯化钙；吸附；除氟；

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