凹凸棒石的改性及其对水中腐殖酸的去除研究开题报告

生态与资源工程系 凹凸棒石的改性及其对水中腐殖酸的去除研究 09环境工程开题报告 之 指导老师 谢妤 汇报人 邱恩淋 时间 2012 9 21 汇报内容 1研究背景 意义及现状和发展 2研究思路和方案 3实验进度 1研究背景 意义及研究现状和发展 凹凸棒石的介绍 凹凸棒石是一种含水富镁铝硅酸盐粘土矿物 是天然的一维纳米矿物 在我国 具有丰富的凹凸棒石资源 特别是甘肃 是全世界凹凸棒石粘土资源贮存量最多的地区 由于其所具有的独特的纤维状或棒状晶体形态而呈现出良好的吸附性能和较大的比表面积 凹凸棒石具有广泛的应用领域 有有 千土之王 万用之土 等美誉 研究背景 腐殖质是天然水体中对水质影响较大的主要有机成分 约占水中溶解性有机碳 DOC 的40 60 腐殖质按其在酸和碱中的溶解度可分为三类 胡敏酸 富里酸 腐殖素目前 研究最多的是胡敏酸和富里酸 常常把它们称为腐殖酸 研究背景 腐殖酸的介绍 腐殖酸的危害 1 影响水的色度2 影响絮凝效果3 影响水中有毒有机物和重金属离子的去除4 影响人体健康 在氯消毒过程中 会产生多种对人体有致癌 致畸 致突变作用的副产物等 研究背景 1研究背景 意义及研究现状和发展 由于凹凸棒石的性质和低廉的价格 在水处理研究中具有其他吸附剂不能比拟的优势 而且腐殖酸不仅会造成环境污染 也会影响人类的身体健康 因此对凹凸棒石的改性及其对水中腐殖酸的去除研究就有一定的学术价值和实用价值 由于天然凹凸棒石的局限性 需要对其进行改性以提高凹凸棒石的孔隙率和表面活性 研究意义 1研究背景 意义及研究现状和发展 研究现状 凹凸棒石的应用与研究 美国早在20世纪40年代就己经开采应用凹凸棒石 我国对凹凸棒石的研究起步比较晚 与发达国家还有相当大的差距 目前我国生产的凹凸棒石粘土产品主要应用于无机化工 建材工业 农业食用油加工等比较低端的领域 初级加工产品和低附加值产品比例较高造成优质原料往往不能用于生产或无法大量生产高档产品 国内外研究现状与发展 目前去除水体腐殖质等天然有机物常用的方法有膜滤法 絮凝法 氧化法 生物法 吸附法等 吸附法因为操作简便 去除效率高 被广泛用于各种有机污染物和重金属的去除 用于去除水体中腐殖酸的吸附剂主要有活性炭 壳聚糖 树脂 无机矿物质等 研究意义 国内外研究现状与发展 研究现状 水中腐殖酸的去除研究 发展趋势 对于去除水中腐殖酸的方法 混凝沉淀法是目前效果稳定 应用广泛的方法之一 在近期其还将是最为优先考虑的方法 今后的研究热点是开发无毒 价廉的高效混凝剂 吸附法去除水中腐殖酸则需要寻找吸附性能高 廉价的吸附剂 对吸附剂的可再生的研究有助于对水中污染物的去除研究 研究意义 国内外研究现状与发展 尚待研究的问题 凹凸棒石处理水中腐殖酸后的杂质的处理问题 凹凸棒石的可再生的研究 是否可回收利用 处理水中腐殖酸采用凹凸棒石与其他处理方法相结合的效果 研究意义 国内外研究现状与发展 2研究思路与方案 对200目的凹凸棒石进行改性 主要方法有 热改性 酸改性 碱改性 盐改性和有机改性 改性前后用红外光谱进行表征 研究思路与方案 凹凸棒石的改性 分别取不同改性后的凹凸棒石加入腐殖酸标准溶液中 待吸附平衡后 过滤取上清液 测其腐殖酸的吸光度 计算出腐殖酸的平衡吸附量 通过比较得出最佳改性方案 水中腐殖酸的测定方法 腐殖酸是苯的衍生物 而且是天然水体中的主体有机物 它在紫外区有很强的吸收 常用254nm处的紫外吸光度 UV254作为它们在水中含量的替代参数 UV254不但与水中有机物含量 TOC或DOC 有关 而且与色度 消毒副产物也有较好的相关性 本实验用在254nm处 10mm石英比色皿 以蒸馏水为参比测定吸光度UV254 本实验研究改性凹凸棒石对水中腐殖酸的吸附特性以及影响腐殖酸吸附的相关因素 实验探讨吸附时间 pH值 腐殖酸初始浓度 溶液温度 吸附剂量五个因素对吸附效果的影响 通过正交试验 得出最佳条件下凹凸棒石对腐殖酸的吸附能力 本实验选择一系列不同浓度的腐殖酸溶液进行等温吸附试验得到凹凸棒石吸附水中腐殖酸的吸附等温线 研究意义 研究思路 凹凸棒石对腐殖酸的吸附行为研究 研究思路与方案 2012 7 2 2012 9 20完成文献综述 确定方案2012 9 1 2012 9 20完成开题报告2012 9 2 2012 12 3完成课题的研究工作2012 10 7 2012 1