天然錳礦改性及對有機(jī)染料的除去研究.pdf

1、防治污染，保護(hù)水環(huán)境是世界各國的一項(xiàng)基本國策。但是對于眾多污染物，人們尚無一個(gè)完善的綜合治理方案。為此，相關(guān)新方法和新型吸附劑的開發(fā)、研制與利用，就成了重要的研究課題。 本論文根據(jù)錳元素和天然錳礦的特性，以提高天然錳礦的界面吸附能力、增強(qiáng)其環(huán)境屬性為目標(biāo)，試驗(yàn)研究了幾種對天然錳礦改性的方法，并研究了改性錳礦對模擬廢水中幾種單一有機(jī)染料分子的吸附特性。實(shí)驗(yàn)中主要以甲基橙作為模擬污染物，通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)測定對甲基橙的去除率來評價(jià)改性

2、效果。論文的主要研究內(nèi)容和得到的主要結(jié)論如下： (1)研究了硫酸改性法及其影響因素。結(jié)果表明，利用硫酸浸溶作用能提高天然錳礦的表面吸附能力，隨硫酸濃度的增加改性錳礦對甲基橙的去除率提高；天然錳礦經(jīng)硫酸浸溶后再用高錳酸鉀氧化能進(jìn)一步提高其表面吸附能力，在硫酸濃度一定的條件下隨高錳酸鉀用量的增加改性錳礦對甲基橙的去除率也逐漸提高。 (2)在對硫酸改性法研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了水合肼改性法。結(jié)果表明，利用水合肼的還原溶解作用和

3、高錳酸鉀的氧化沉積作用來實(shí)現(xiàn)對天然錳礦的活化更新，能明顯提高天然錳礦的吸附能力。在實(shí)驗(yàn)條件下對甲基橙的去除率隨水合肼用量的增加、高錳酸鉀用量的增加和反應(yīng)溫度的升高而增大。經(jīng)該方法改性得到的錳礦對甲基橙的去除率可以達(dá)到98.1％。 (3)利用草酸的絡(luò)合與還原溶解作用結(jié)合高錳酸鉀的氧化沉積作用實(shí)現(xiàn)是提高天然錳礦界面吸附能力的另一種途徑。結(jié)果顯示，在酸性介質(zhì)中草酸才能起到改性作用，在實(shí)驗(yàn)條件下對甲基橙的去除率與硫酸濃度、草酸用量、反應(yīng)

4、溫度、反應(yīng)時(shí)間和高錳酸鉀用量成正相關(guān)關(guān)系。該方法所得改性錳礦對甲基橙的去除率可達(dá)到88.9％。 (4)利用檸檬酸的絡(luò)合溶解作用結(jié)合高錳酸鉀的氧化沉積作用也是提高天然錳礦界面吸附能力的有效方法。結(jié)果證明，硫酸濃度對改性效果影響不大，在實(shí)驗(yàn)條件下對甲基橙的去除率與檸檬酸用量、反應(yīng)溫度和高錳酸鉀用量成正相關(guān)關(guān)系。 (5)用XRD、TEM、IR、BET等儀器對改性錳礦進(jìn)行了初步表征。測定結(jié)果證明，所得改性錳礦含有少量的新生態(tài)δ-

5、MnO2，改性錳礦為準(zhǔn)球形的顆粒，粒徑約100nm～400nm，其表面富含大量羥基-OH。 (6)以甲基橙、直接大紅4B、活性艷紅K-2G、酸性媒介黑T和堿性品紅分別代表不同類型的有機(jī)染料，實(shí)驗(yàn)研究了水合肼改性法得到的改性錳礦對單一染料吸附反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性以及吸附去除能力。結(jié)果表明，改性錳礦對染料的吸附-pH曲線呈“反S”型，對染料的去除率隨pH值的升主高而降低；吸附動(dòng)力學(xué)可近似地用Lagergren二級(jí)速度方程來描述；