赤泥基地質(zhì)聚合物多孔材料的制備及其吸附性能研究.pdf

1、赤泥是工業(yè)上提煉氧化鋁過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，且具有強堿性和高污染性，如何對氧化鋁生產(chǎn)過程所排放的大量赤泥進行處理、減少環(huán)境污染并對其綜合利用，是擺在我們面前的一個嚴峻挑戰(zhàn)。近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程加快，廢水大量排放，水體中重金屬含量不斷增加，不僅破壞了生態(tài)系統(tǒng)，而且對人類的生存也造成了威脅。
　　針對這些問題，本實驗參考磷酸基地質(zhì)聚合物的反應(yīng)機理和條件，以赤泥為原料，磷酸為激發(fā)劑，制備了赤泥基地聚物。以抗壓強度作為物理

2、性能指標，考察不同養(yǎng)護制度和不同磷酸、去離子水的添加量對赤泥基地聚物性能的影響;將赤泥基地聚物經(jīng)過一定處理后作為吸附劑對Cu2+進行吸附性能研究，考察不同H3PO4/Red mud質(zhì)量比和H2O/Red mud質(zhì)量比對赤泥基地聚物吸附性能的影響，并將最佳條件下制備的赤泥基地聚物吸附劑對Cu2+進行靜態(tài)吸附實驗。在制備赤泥基地聚物的過程中通過添加發(fā)泡劑（雙氧水和十二烷基硫酸鈉）制備赤泥基地質(zhì)聚合物多孔材料，以對Cu2+吸附性能作為指標，將

3、最優(yōu)條件下制備的赤泥基地質(zhì)聚合物多孔材料對Cu2+進行靜態(tài)吸附實驗;研究主要結(jié)論如下:
　　(1)赤泥基地質(zhì)聚合物的最佳養(yǎng)護制度是先在60℃中反應(yīng)1d后脫模，脫模后在50℃烘箱中先密封養(yǎng)護3天，再敞開養(yǎng)護2天;當H3PO4/Red mud質(zhì)量比為1，H2O/Red mud質(zhì)量比為0.5，得到赤泥基地聚物的抗壓強度最大，為3.81MPa。
　　(2)采取靜態(tài)吸附的方式將最佳配比制備的赤泥基地質(zhì)聚合物和赤泥基地質(zhì)聚合物多孔材料對

4、溶液中Cu2+的吸附性能進行研究，實驗發(fā)現(xiàn)，吸附時間、pH對這兩種吸附劑吸附銅離子的影響基本一樣，吸附24h之后去除率基本達到平衡;pH越大吸附效果越好，為防止pH過大產(chǎn)生重金屬沉淀，本論文選擇pH為5。當銅離子初始濃度為120mg/L，pH等于5時，赤泥基地聚物吸附劑需要1g達到吸附平衡，而赤泥基地聚物多孔材料吸附劑只需要0.6g，去除率都達到90％以上。赤泥基地聚物吸附的最大平衡吸附量是12.25mg/g，赤泥基地聚物多孔材料的最大

5、平衡吸附量是21.34mg/g。
　　(3)對制備得到的赤泥基地聚物和赤泥基地質(zhì)聚合物多孔材料進行XRD、FTIR等表征分析:赤泥基地聚物和赤泥基地質(zhì)聚合物多孔材料的物相基本相同，在20-40°出現(xiàn)了一個彌散峰，表明他們主要產(chǎn)物是無定型的，與偏高嶺土基地質(zhì)聚合的物相相似;從紅外分析可知，赤泥基地質(zhì)聚合物多孔材料和赤泥基地聚物的紅外圖譜相似，沒有出現(xiàn)其它的鍵。這說明添加的雙氧水和十二烷基硫酸鈉并沒有參與地聚物反應(yīng)，只是起到了發(fā)泡的作