1. 研究目的与意义
随着科技的进步和化工产业的发展,越来越多的化学用品被广泛的应用于工业、农业和生活中。而我国传统经济发展没有充分考虑环境问题,致使我国的大部分水体已被严重污染,水污染等一系列伴生问题日益突出。但是,过去人们在对水资源的认识和利用上存在误区,认为河流、湖泊等水域有其环境容量和自净能力,忽视了水污染的预防。据2003年中国环境状况公报显示,我国有80%以上的污水未经处理直接排入水域,90%以上的水域污染严重。2005年在我国7大水系57.7%的断面满足3类以上水质要求;21.6%的断面为4类水质;6.9%断面为5类水质;13.8%的断面属于劣5类水质。从上述数字中我们可以看到我国的可用水已相当匮乏,迫使我们对水污染进行了重新的认识。众所周知的2006年无锡太湖的蓝藻爆发,又给我们敲响了一次警钟,此次污染让无锡市民经历前所未有的“饮水荒”,其面积之广、影响之大至今触目惊心。种种迹象向我们表明,水污染治理已刻不容缓。
目前,在我国治理水污染的几种常用的方法包括生物法——沉淀处理法、固定化细胞法;化学法——吸附法;物理法——电解法和氧化法。其中吸附法由于具有处理效率高、易于处理、可重复利用而受最重视。所谓吸附法,就是利用多孔性固体(称为吸附剂)吸附废水中某种或几种污染物(称为吸附质),以回收或去除某些污染物,从而使废水得到净化的方法。在吸附法中最常用的吸附剂是活性炭,主要用来吸附有机物和重金属,但是吸附容量小且价格较昂贵。本文的目的,就是要通过对高岭土表面进行改性,制成吸附容量大的吸附剂,代替活性炭对水中的有机物和重金属进行吸附。高岭土的价格比活性炭低廉,因此使用改性高岭土处理废水成本较低。此外,使用改性高岭土的另一优点就是,用不同的方法对高岭土进行改性,会对改性后高岭土对不同物质的吸附能力有所影响,这也增加了吸附法处理废水的选择多样性。
本课题的研究意义在于改性高岭土处理废水的选择多样和成本优势,使吸附法在处理废水过程中得到革新与推广。这对于保护生态环境、贯彻可持续发展战略以及解决饮水安全问题具有重要的历史意义和现实意义。
2. 研究内容和预期目标
(1)研究内容: 研究改性高岭土吸附剂的制备条件,以及不同的改性方法对改性后的高岭土吸附性能的影响。在制得吸附剂后通过实验验证不同的吸附条件,如吸附剂的用量、吸附液的ph值、吸附时的接触时间以及吸附温度等因素的不同对其吸附水中污染物的影响程度,并且根据实验结果所得数据进行分析讨论。根据讨论数据绘制曲线,发现其吸附性能的变化规律。
(2)预期目标:①了解高岭土及其改性材料的制备方法
②对高岭土进行改性处理——制作吸附剂
3. 研究的方法与步骤
(1) 研究步骤:1、查阅相关文献 2、制定试验计划 3、选择原料和准备实验器材 4、进行试验 5、统计实验数据并对实验结果进行整理 6、通过分析数据得出结论
(2)研究方法:用煅烧法对高岭土进行表面改性,红外光谱法对改性后的高岭土进行表征。在测定样品吸附性能时使用汞取代法、四氯化碳法等测定密度、孔体积及孔径分布。最后,测定氟离子用离子选择性电极法。
4. 参考文献
1李家毓,周兴龙,雷力.我国煤系高岭土的开发利用现状及发展趋势[j]. 云南冶金,2009,38(1):23-26
2 魏存弟,杨殿范,李益,三国彰;煅烧温度对高岭石相转变过程及si、al活性的影响[j];矿物学报;2005年03期
3龙海,郑玉婴,郭勇,高岭土纳米卷的制备与表征,无机化学学报,2012,28(6):1210-1216
5. 计划与进度安排
①第1-5周课余时间查阅文献资料,撰写开题报告,设计制定实验方案。
②第6-15周进入实验室进行毕业论文实验。
③第16-17周析总结数据、撰写毕业论文,进行毕业答辩。
