水滑石及煅燒水滑石清除造紙白水中陰離子垃圾的研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：B13148學(xué)位論文水滑石及煅燒水滑石清除造紙白水中陰離子垃圾的研究指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：楊冬梅宋湛謙院士博士2013年10月東北林業(yè)大學(xué)錢(qián)學(xué)仁教授學(xué)科專(zhuān)業(yè)：東北林業(yè)大學(xué)論文答辯日期授予學(xué)位日期：聾必櫛素大學(xué)林產(chǎn)化學(xué)加工工程2013年12月摘要摘要本論文利用水滑石類(lèi)化合物特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以水滑石(HTs)及煅燒水滑石(CHTs)作為吸附劑，清除造紙

2、白水中的陰離子垃圾(Anionictrash，AT)，降低白水中的污染物負(fù)荷，減輕污染物對(duì)紙品的生產(chǎn)和質(zhì)量帶來(lái)的不利影響。本論文成果對(duì)造紙工業(yè)的清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排具有積極的促進(jìn)作用，對(duì)某些工業(yè)廢水中的污染物的去除也具有一定的借鑒價(jià)值。采用共沉淀法制備了鎂鋁摩爾比為1：4、1：1、2：1、3：1和4：1碳酸根柱撐的水滑石(分別記為HT1／4、HT1、HT2、H卜3和H～)，經(jīng)煅燒制得煅燒水滑石(分別記為CH1／4、CHTI、CHT2、CH

3、T3和CHT4)。所制備的HTs具有預(yù)期的層狀結(jié)構(gòu)。CHTs經(jīng)煅燒后，層狀結(jié)構(gòu)塌陷，得到混合鎂鋁氧化物。HTs和CHTs的粒子尺寸在550Ixm之間。CHTs的比表面積大于HTs。使用HTs及CHTs作為吸附劑，吸附白水中木素降解物的模型物——苯甲酸(BA)和磺化木素的模型物——對(duì)甲苯磺酸(pTSA)。HTs和CHTs對(duì)BA的平衡吸附量隨pH值的增加而降低。兩者對(duì)BA的吸附過(guò)程均符合擬二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程。吸附數(shù)據(jù)均符合Freundlic

4、h吸附等溫模型。HT2對(duì)BA的吸附屬于吸熱反應(yīng)，并且為表面吸附；而CHT2對(duì)BA的吸附屬于放熱反應(yīng)，由“記憶效應(yīng)”和表面吸附共同作用進(jìn)行的。CHTs對(duì)p_TSA的平衡吸附量隨著pH的增加變化不大。吸附數(shù)據(jù)符合Langmuir吸附等溫模型，在298K時(shí)的最大吸附量為6849mg／g。吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合粒子內(nèi)擴(kuò)散方程。使用CHTs作為吸附劑，吸附白水中抽出物的主要成分樅酸(Abieticacid，AA)，CHTs對(duì)膠體AA的吸附百分率隨著p

5、H和Mg／A1摩爾比的增加而降低。CHT2對(duì)膠體AA的吸附數(shù)據(jù)符合Langmuir吸附等溫模型，在323K時(shí)的最大吸附量為43478mg／g。吸附過(guò)程符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。由平均吸附自由能(E)可知吸附機(jī)理屬于物理吸附。吸附劑經(jīng)過(guò)5次循環(huán)使用后保持了原始吸附量的80％。對(duì)于HTs或CHTs對(duì)離子AA的吸附量隨著煅燒溫度的增加先增加后降低，在500℃時(shí)達(dá)到最大值。除了硫酸根外，不同陰離子柱撐的HTs的煅燒產(chǎn)物對(duì)AA具有較高的吸附能力。相對(duì)

6、于吸附膠體AA，吸附劑吸附AA一的再生能力較低，經(jīng)過(guò)5次循環(huán)回用后，對(duì)AA一的吸附量?jī)H為初始量的約20％。吸附機(jī)理的研究表明AA進(jìn)入了重建后的H■2層間，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)重建。使用CHTs作為吸附劑對(duì)模擬白水中的AT進(jìn)行吸附，結(jié)果表明，CHTs對(duì)模擬白水中的溶解物(DS)、膠體物(CS)和溶解木素的吸附均取得了良好的效果。吸附劑的Mg／A1摩爾比對(duì)DS、CS和木素的吸附幾乎沒(méi)有影響。隨著吸附時(shí)間的增加，CHT3對(duì)三者的吸附百分率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)