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近年來，黏土/碳復(fù)合吸附材料因具有來源豐富、結(jié)構(gòu)可控、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，同時可實(shí)現(xiàn)自然資源的高值化以及廢棄物的資源化利用，在水處理領(lǐng)域逐漸占有一席之地，并成為復(fù)合材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文從環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源的角度出發(fā)，以凹凸棒石脫色廢土為原料，以凹凸棒石中殘留的油脂為碳源，設(shè)計(jì)和制備了新型環(huán)境友好的凹凸棒石/碳復(fù)合材料，并應(yīng)用于污染水體中染料和重金屬的吸附去除。取得的主要研究結(jié)果如下:
1.以金光公司凹凸棒石脫色廢土為原料，以凹凸棒石中殘留的油脂為碳源，采用一步煅燒法制備了一維凹凸棒石/碳復(fù)合材料，以亞甲基藍(lán)的吸附量為考察指標(biāo)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件。研究結(jié)果顯示:當(dāng)煅燒溫度為300℃時，制得的凹凸棒石/碳復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)的最大吸附量可達(dá)132.72mg/g，并在較寬pH范圍(4.0-10.0)內(nèi)對亞甲基藍(lán)均有較高的吸附量。采用CH3COOH溶液和NaOH溶液可以有效脫附亞甲基藍(lán)分子，實(shí)現(xiàn)凹凸棒石/碳復(fù)合材料的再生，再生后的凹凸棒石/碳復(fù)合材料可多次用于水體中亞甲基藍(lán)染料的吸附。
2.以馬來西亞W公司凹凸棒石脫色廢土為原料，以凹凸棒石中殘留的油脂為碳源，經(jīng)煅燒法形成了直徑約10-40nm，長度約0.4-1.0μm的一維棒狀凹凸棒石/碳復(fù)合材料。研究結(jié)果顯示:凹凸棒石/碳復(fù)合材料對Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分別可達(dá)32.32mg/g、105.61mg/g和46.72mg/g。該復(fù)合吸附劑還具有吸附速率快、pH應(yīng)用范圍寬、并適用于低濃度范圍吸附等特點(diǎn)。以0.1mol/LHCl溶液作為脫附劑可實(shí)現(xiàn)吸附劑的再生，尤其有利于對Cu(Ⅱ)的多次吸附。
3.以馬來西亞W公司凹凸棒石脫色廢土為原料，采用水熱過程一鍋法制備了二氧化錳/凹凸棒石/碳復(fù)合材料。殘留油脂既作碳源又作還原劑，在水熱碳化的過程中，與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)。同時，以對染料和重金屬離子的吸附量為考察指標(biāo)，優(yōu)化水熱時間、水熱溫度和高錳酸鉀溶液的濃度三個關(guān)鍵因素。結(jié)果表明:水熱溫度為140℃，水熱時間為1h，高錳酸鉀溶液分別為12％和16％時，所得材料對燦爛綠和Pb(Ⅱ)的吸附性能最佳，最大吸附量分別可達(dá)199.9mg/g和166.64mg/g。此外，該吸附劑在較低的濃度范圍內(nèi)具有很好的吸附性能，且pH應(yīng)用范圍寬，可作為一種兼具環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的吸附材料，對水體中的染料和重金屬離子進(jìn)行有效的去除。

    關(guān)鍵詞：
    復(fù)合材料 凹凸棒石 碳元素 制備工藝 吸附性能 脫色廢土
    作者：
    唐潔
    學(xué)位授予單位：
    中國科學(xué)院大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    材料工程
    導(dǎo)師姓名：
    王愛勤 鄭茂松
    學(xué)位年度：
    2015
    語種：
    中文
    分類號：
    TB332