摘 要

随着我国经济的快速发展，水体重金属离子的污染对环境造成了巨大的危害，研发高效的重金属离子污染治理技术十分重要。本文制备了稀土元素La掺杂改性的Mg/Fe层状复合金属氢氧化物（Mg/Fe LDH）并通过系列吸附试验评价La改性前后Mg/Fe LDH吸附水中六价铬离子的性能。实验结果表明温度越高时，两种吸附剂的吸附效果都越好。当pH在一定范围内增大时，吸附量先是增大，后逐渐减小，未改性LDH在pH 3.5-4左右吸附量最高，而改性后LDH在pH 4-6左右达到最大吸附量。当吸附时间增加的时候，LDH和改性LDH吸附量都随之增大，未改性LDH在4h左右达到饱和，改性LDH在5h左右达到饱和。当废液中含有SO₄^2-、Cl^-、 NO^3-这3种竞争离子时，改性LDH的吸附量基本没有改变。用NaOH对吸附后的改性LDH和未改性LDH进行脱附实验，当NaOH溶液浓度增大时，改性LDH和未改性LDH的脱附率均随之增大，浓度到达15%时，改性LDH的脱附率达到91%，未改性LDH脱附率达到87%，继续增大脱附剂浓度，脱附率没有显著变化。

关键词： Cr（VI） LDH 吸附

Study on the adsorption of hexavalent chromium by the modified Mg/Fe laminated metal hydride

Abstract

With the rapid economic development of our country, Heavy metal pollution of water causes great harm to the environment . It is very important to develop efficient heavy metal pollution control technology. In this paper, two kinds of sorbents, L-doped LDH modified and LDH unmodified were created, Adsorption of Cr(VI) was studied. Adsorption performance evaluated by various adsorption tests. The experimental results show that when the temperature get higher, their adsorption effect get better. When the pH increases within a certain range, adsorption increases firstly and decreases gradually. The unmodified LDH has the highest adsorption amount around 3.5-4, while the modified LDH reaches the max adsorption amount around 4-6. When the adsorption time increases, the adsorption of LDH and modified LDH increases completly. The unmodified LDH reaches saturation around 4h, and the modified LDH reaches saturation around 5h. When the waste liquid contained the three ions, SO₄^2-,Cl^- and NO^3-. The adsorption amount of modified LDH does not change substantially. Modified LDH and Unmodified LDH use NaOH to stripping. When the concentration of NaOH solution goes up In the modified LDH experiment, the desorption rate also increases, when the concentration reached 15%, the desorption rate of the modified LDH reached 91%, and the unmodified LDH reached 87%. The desorption rate continued to increase with no significant change.

Key words: Cr（VI） LDH adsorption

目录

摘要 II

Abstract III

第一章 前言 5

1.1水体中铬的污染概况 5

1.2水体中六价铬的常用去除方法 2

1.2.1 化学还原沉淀法 3

1.2.2 离子交换处理法 3

1.2.3 吸附法 4

1.2.4生物法 4

1.3复合金属氢氧化物吸附铬的研究进展 5

1.4 稀土元素改性LDH 6

1.5本论文的意义 7

第二章 实验部分 7

2.1 实验仪器及试剂 7

2.2 实验方法 8

2.2.1 Mg/Fe LDH和La掺杂改性Mg/Fe LDH合成方法 8

2.2.2 铬溶液的配置 9

2.2.3 制备显色剂 9

2.2.4温度因素实验 9

2.2.5 pH因素实验 10

2.2.6 动力学实验 10

2.2.7竞争离子因素实验 10

2.2.8 脱附对吸附的影响实验 11

2.3 分析及计算 11

2.3.1 铬的标准曲线 11

2.3.2 计算吸附量 12

第三章 结果与讨论 14

3.1 吸附剂的表征 14

3.2 温度 14

3.3 溶液pH对吸附的影响 17

3.4 吸附动力学实验 18

3.4 竞争离子 19

3.5 脱附 20

第四章 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2 展望 22

参考文献 24

致谢 27

第一章 前言

1.1水体中铬的污染概况

随着社会各种工业技术的迅猛发展，大量化工厂的新建，在带来利润的同时，也留下了污染。而目前水体中重金属离子的污染越来越严重，成为全球环境的大问题。重金属废水主要来源于矿业，电镀，皮革等工业生产过程。这些废水毒性大，不容易降解，特别容易富集在生物体内^[1-2]。而找寻适当的方法去除水体中的六价铬离子是当务之急。

铬在自然界中的存在十分广泛，在工业上它的用量也十分巨大。我们国内很多企业由于处理这些含重金属离子的废水方法不当，会对环境造成及其严重的后果。当生物体内的重金属离子不断累积，生理受阻，发育停滞等各种状况都会出现，而且水体的生态系统也会受到极大的伤害^{[ 3]}。目前很严重的是铬污染，由于没有采取很好的处理措施，这些铬金属离子进入到水中，极为严重地损害了水源。在水体中他们一般有两种存在形式，分别是三价铬离子和六价铬离子。有研究表明，在水中的铬离子并不是以单一形态存在，它一般是以铬酸根离子的形态出现，但是不同水体的不同环境都会对它造成影响。比如说不同的pH条件或者有存在可以同它发生反应的物质，都会使它变换成不同的形态。

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