环境工程毕业答辩

1、论文题目：酸活化膨胀蛭石的实验研究 指导老师：姓名： 班级：学号：目 录 1.膨胀蛭石概述 2.实验背景及意义 3.实验主要内容 4.实验结果与分析 5.实验存在的问题6.实验结论1 膨胀蛭石的概述 膨胀蛭石是蛭石在高温、化学反应、微波的条件下形似水蛭蠕动地膨胀形成的。形成过程中结构特征没有变化，其结构如右图：中间一层Si-O八面体和外面两层Mg-O组成。 结构决定它的作用：环保：吸附染料、去除金属离子、氨氮等建筑材料：隔热、隔音；处理含放射性元素的废料；催化；园艺等方面。 改性：酸改性，有机改性，水热改性。2 实验背景及意义 背景：各种经济的发展，使得污废水的形势严峻。染料、金属离子、氨氮等

2、成为水污染的主要因素。所以，新型污水处理材料的研发不容忽视。吸附法和离子交换法是一种常见的污水处理方法。膨胀蛭石是一种良好的吸附和阳离子交换材料，但它含有部分杂质，对其酸化可提高性能。 意义：本实验是研究酸化膨胀蛭石的改性效果，为了排除杂质及其他因素的干扰，提高膨胀蛭石对废水的吸附性能和对阳离子的交换性能，采用盐酸酸化的方法对膨胀蛭石进行改性。3 实验主要内容 酸化实验如下表的设计进行 配制125mg/L的亚甲基蓝染液，测出标准曲线，将酸化前后的样品对其吸附脱色处理。 配制0.025mol/L的三氯化六氨合钴，测出标准曲线，将酸化前后样品与之进行阳离子交换。 将于原样与部分酸化样品进行XRD测

3、试分析。3 实验主要内容-标准曲线125mg/L亚甲基蓝的标准曲线（如左）0.025mol/L三氯化六氨合钴的标准曲线（如右）0.51.01.52.02.53.03.50.10.20.30.40.50.60.70.80.9Y =0.00929+0.22743 X125mg/L亚甲基蓝的标准曲线吸光度A亚甲基蓝的浓度（mg/L）R2=0.99950.0000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00.10.20.30.40.5Y =0.01239+55.20628 X0.025mol/L三氯化六氨合钴的标准曲线吸光度A三氯化六氨合钴的浓度（m

4、ol/L） R2=0.99984 实验结果与分析-酸化现象 酸化实验现象及分析 实验过程中，0.1mol/L及以下浓度的盐酸酸化膨胀蛭石的上清液都没有明显的现象，如图左边烧杯；浓度超过0.5mol/L时溶液变黄，尤其1mol/L的特别黄，如图右边；设置0.2mol/L浓度，上清液黄绿色如图中间。说明当浓度大于0.2mol/L时，盐酸可以破坏硅氧四面体结构，进一步浸蚀中间的镁氧八面体结构。 4 实验结果与分析-浓度的影响 盐酸浓度对改性的影响 盐酸浓度对酸化膨胀蛭石的影响较大，浓度超过0.2时对亚甲基蓝的脱色率均达99%以上，相反，它与三氯化六氨合钴的CEC小于原样。说明此时膨胀蛭石内部空隙较大

5、，阳离子较少。所以综合改性效果的浓度是0.1mol/L。0.00.20.40.60.81.086889092949698100脱色率%盐酸浓度（mol/L）不同盐酸浓度改性的样品对亚甲基蓝的脱色0.00.20.40.60.81.020406080100120CEC(mmol/100g改性膨胀蛭石)浓度（mol/L）不同盐酸浓度改性的样品的CEC4 实验结果与分析-时间的影响 时间对酸化膨胀蛭石的影响 下图显示，酸化时间越长，改性后样品的吸附性能就越好。3小时之前应该是离子还没交换出溶液，而根据CEC可知，酸化时间越长，阳离子浸出越多，此时的CEC越小。所以综合考虑，4小时是最佳改性时间。012

6、34568486889092949698脱色率%改性时间/h不同时间改性的样品对亚甲基蓝的脱色012345695100105110115CEC（mmol/100g改性膨胀蛭石)时间/h不同时间改性的样品的CEC4 实验结果与分析-温度的影响 温度对酸化膨胀蛭石的影响 下图显示，改性温度的变化对亚甲基蓝的脱色率影响不大，但60的CEC很小，85时的CEC最大，所以，85时的综合改性效果是最好的。0204060801009095100105110115CEC（ mmol/100g改性膨胀蛭石）温度/不同温度改性的样品 的CEC02040608010086889092949698100脱色率%温度/

7、不同温度改性的样品对亚甲基蓝的脱色4 实验结果与分析-液固比的影响 液固比对酸化 膨胀蛭石的影响 下图显示：液固比的改性对亚甲基蓝的脱色没有很大的影响，但液固比为15时，CEC太小，20时脱色率略小，所以综合考虑，液固比为25的改性效果最好。051015202586889092949698100脱色率%液固比不同液固比改性的样品对亚甲基蓝的脱色051015202595100105110115CEC（mmol/100g改性膨胀蛭石）液固比不同液固比改性的样品的CEC4 实验结果与分析-XRD分析下图为膨胀蛭石原矿及其部分酸化样品的XRD图，图的序号分别代表以下情况：1：膨胀蛭石原矿； 2：在0.

8、1mol/L盐酸浓度，90温度，20的液固比情况下酸化4小时； 3：60温度； 4：0.2mol/L浓度； 5：酸化5小时；6：15液固比。从图中可以看出，膨胀蛭石原矿中主要含大量的膨胀蛭石和少量的金云母矿物，随着酸化的进行膨胀蛭石的结晶度逐渐降低，金云母的衍射峰的强度逐渐增加，金云母含量增加。5 实验存在的问题 在上述实验的过程及结果出现以下几点问题：1、在改性时可能产生了些许误差，或者因素设置的不够细致，所以有些数据可能不太有规律。2、由于药品量的原因，做CEC时没有设置平行样，会有些误差。3、XRD测试分析时，应该送较高盐酸浓度改性的样品，因为盐酸浓度越高对膨胀蛭石结构的破坏越大，改性前

9、后的物相变化就会越大。6 实验结论 综上所述，本实验可以得出以下结论：1、在盐酸浓度较高时，酸会破坏膨胀蛭石的四面体结构，渐渐渗入它的八面体结构，改性时Fe2+、Fe3+被浸出使上清液变黄绿。2、在较低浓度范围内，酸改性膨胀蛭石层间阳离子与六氨合钴阳离子进行交换获得的阳离子交换容量CEC较大，而较高酸浓度改性时CEC很小，说明在较低酸浓度范围内改性样品的阳离子交换性能强而且有足够的阳离子与之交换。3、较高酸浓度的盐酸改性膨胀蛭石样品对亚甲基蓝的吸附效果越强，说明在此情况下膨胀蛭石层间的阳离子大部分被浸出，此时矿物的孔隙通道较大，从而有较好的吸附性能。4、盐酸改性前后样品的XRD图谱有差别，说明盐酸改性改变了膨胀蛭石矿物的晶相结构。因为所送的样品不是很浓盐酸酸化的，所以差