改性膨润土吸附处理水中重金属离子的研究(附件)【字数：13911】
摘 要摘 要随着现代工业的快速发展，每天都会产生许多的含铬废水，处理重金属废水的方法有很多，本研究采用改性膨润土对其进行处理。首先以膨润土为原料，用煅烧改性法、有机改性法、酸改性对法其进行改性,以水中六价铬为吸附质，研究不同改性方法对吸附剂吸附性能的影响。通过对比试验发现有机改性的膨润土吸附性能最佳。接着本研究采用有机改性膨润土作为吸附剂处理含铬废水，研究发现，膨润土CTAB的质量比=5:1时，改性膨润土的吸附性能最好。接着研究了pH值、投加量、初始浓度、温度和时间等因素对其吸附效果的影响。实验结果表明，投加量为1.5g、pH值为2、初始浓度为10mg/L、温度为25℃、时间为60min条件下吸附效果最好，最高可达94.41%。最后进行吸附等温线和动力学的拟合，结果发现改性膨润土对水中六价铬的吸附能很好地用Freundlich等温吸附模型拟合，且符合拟二级动力学。关键词改性膨润土；吸附；六价铬
目 录
第一章 绪论 1
1.1 水中铬的来源、危害和去除方法 1
1.1.1 水中铬的来源 1
1.1.2 铬的危害 1
1.1.3 除铬的方法及其优缺点 2
1.1.4 吸附法除铬的研究现状 3
1.1.5 含铬废水中铬的回收与利用 4
1.2 膨润土 5
1.2.1 膨润土的特性 5
1.2.2 膨润土处理含铬废水的机理 5
1.2.3 膨润土的应用 5
1.2.4 改性膨润土的作用和意义 6
1.2.5 膨润土处理含铬废水存在的问题和发展前景 6
1.3 选题依据、目的、意义和内容 7
1.3.1 选题依据 7
1.3.2 研究目的和意义 7
1.3.3 研究内容 7
第二章 实验部分 8
2.1 实验试剂和仪器 8
2.1.1 实验试剂 8
2.1.2 实验仪器 8
2.2 实验方法 9
2.2.1 实验所需的溶液 9
2.2.2 铬标准曲线的绘制 10
2.2.3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
改性膨润土的制备 10
2.2.4 对比实验 11
2.3 实验影响因素的研究 11
2.3.1 投加量 11
2.3.2 初始pH 11
2.3.3 废水初始浓度 12
2.3.4 温度与时间 12
2.3.5 吸附动力学拟合 12
2.3.6 吸附等温线的拟合 12
第三章 结果与讨论 13
3.1 不同改性方法的对比试验 13
3.2 改性剂含量的优化 13
3.3 改性膨润土处理含铬废水的条件优化 14
3.3.1溶液的初始pH值的影响 14
3.3.2 投加量的影响 15
3.3.3废水初始浓度的影响 16
3.3.4 温度和时间的影响 17
3.4 吸附动力学 18
3.4.1 吸附动力学方程 18
3.4.2 吸附动力学拟合结果 19
3.5 吸附等温模型 20
3.5.1 Freundlich等温吸附模型 20
3.5.2 Langmuir等温吸附模型 20
结 论 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1 水中铬的来源、危害和去除方法
随着现代工业的快速发展，各种各样的污染也接踵而至。工业生产中极易产生含重金属的废水、废物、废气，因此重金属对环境的影响也越来越严重，尤其是对土壤、水生生态的影响很严重。重金属在环境中很难自然降解，这些重金属会通过空气、水、土壤等进入动植物体内，再通过食物链的富集作用进入到人体内[]，这些含重金属离子的有毒物质能对人体造成严重的影响并且很难排除体外。含铬废水是这些重金属废水中的一种。
1.1.1 水中铬的来源
重金属有很多种，其中铬被广泛应用于印染、电镀、制革、冶炼、化工、制药、金属加工等方面[]，这些产业生产过程中都会产生许多含铬废水，比如废电镀液、镀件漂洗水、酸洗废水等废水，这些废水中都包含着大量的含铬物质（三价铬和六价铬），这些废液有时直接排入江河中，水的自净功能并不能将废水中的三价铬和六价铬去除掉，这样就对自然水环境造成了严重污染，这是水中铬离子的主要来源。
1.1.2 铬的危害
铬主要以金属铬、三价铬、六价铬存在的，所有的含铬物质都是有毒的，其中六价铬的毒性是最大的，一般认为六价铬的毒性是三价铬的100倍左右[]。六价铬是一种吞入性毒物/吸入性极毒物，简单的皮肤接触就可能导致过敏，也会造成遗传性基因缺陷，吸入过多可能会致癌。据估计，可能有80种不同职业的人会接触到六价铬，即使是低至2μg/m3的六价铬被人体吸入也会让人打喷嚏和鼻黏膜不适[]。
六价铬对人体的危害有很多方面，主要有这些方面：对皮肤的损伤、对呼吸道的危害、对胃肠道的伤害、对肾的损害、致畸变、致癌等。
（1）对皮肤的损伤：由铬所引起的皮肤问题被称为铬疮，通过皮肤的接触，短时间可能使皮肤过敏，长时间的接触可能会引起全身性的中毒[]。在刚过敏时只是会瘙痒，如果不作适当的处理则会深入身体内部造成更严重的病症。
（2）对呼吸道的危害：通过呼吸含铬气体会引起一定程度上的沙哑、鼻黏膜萎缩、鼻中隔穿孔、支气管扩张等。
（3）对胃肠道的伤害：铬离子会通过肠胃进入到人体中，近而会引起恶心、呕吐、
腹泻、腹疼和溃疡等症状[]。严重时可能使循环衰竭、失去知觉，甚至死亡[]。
（4）对肾的损害：通过皮肤接触和呼吸吸收的铬都会对肾功能造成损伤，使肾功能衰竭。
（5）致畸变：当孕妇在怀孕期间受到了铬的影响，则会使胎儿受到不同程度的影响，刚出生的婴儿就会发生不同的畸变。
（6）致癌作用：三价铬不具备致癌作用，但是六价铬具有明显的致癌作用，近年来的研究表明[]，铬是以六价铬的形式进入人体细胞中，再还原成三价铬与细胞内的大分子物质进行结合，这会使细胞的遗传性质遭到改变，从而使细胞致癌[5]。
1.1.3 除铬的方法及其优缺点
目 录
第一章 绪论 1
1.1 水中铬的来源、危害和去除方法 1
1.1.1 水中铬的来源 1
1.1.2 铬的危害 1
1.1.3 除铬的方法及其优缺点 2
1.1.4 吸附法除铬的研究现状 3
1.1.5 含铬废水中铬的回收与利用 4
1.2 膨润土 5
1.2.1 膨润土的特性 5
1.2.2 膨润土处理含铬废水的机理 5
1.2.3 膨润土的应用 5
1.2.4 改性膨润土的作用和意义 6
1.2.5 膨润土处理含铬废水存在的问题和发展前景 6
1.3 选题依据、目的、意义和内容 7
1.3.1 选题依据 7
1.3.2 研究目的和意义 7
1.3.3 研究内容 7
第二章 实验部分 8
2.1 实验试剂和仪器 8
2.1.1 实验试剂 8
2.1.2 实验仪器 8
2.2 实验方法 9
2.2.1 实验所需的溶液 9
2.2.2 铬标准曲线的绘制 10
2.2.3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
改性膨润土的制备 10
2.2.4 对比实验 11
2.3 实验影响因素的研究 11
2.3.1 投加量 11
2.3.2 初始pH 11
2.3.3 废水初始浓度 12
2.3.4 温度与时间 12
2.3.5 吸附动力学拟合 12
2.3.6 吸附等温线的拟合 12
第三章 结果与讨论 13
3.1 不同改性方法的对比试验 13
3.2 改性剂含量的优化 13
3.3 改性膨润土处理含铬废水的条件优化 14
3.3.1溶液的初始pH值的影响 14
3.3.2 投加量的影响 15
3.3.3废水初始浓度的影响 16
3.3.4 温度和时间的影响 17
3.4 吸附动力学 18
3.4.1 吸附动力学方程 18
3.4.2 吸附动力学拟合结果 19
3.5 吸附等温模型 20
3.5.1 Freundlich等温吸附模型 20
3.5.2 Langmuir等温吸附模型 20
结 论 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1 水中铬的来源、危害和去除方法
随着现代工业的快速发展，各种各样的污染也接踵而至。工业生产中极易产生含重金属的废水、废物、废气，因此重金属对环境的影响也越来越严重，尤其是对土壤、水生生态的影响很严重。重金属在环境中很难自然降解，这些重金属会通过空气、水、土壤等进入动植物体内，再通过食物链的富集作用进入到人体内[]，这些含重金属离子的有毒物质能对人体造成严重的影响并且很难排除体外。含铬废水是这些重金属废水中的一种。
1.1.1 水中铬的来源
重金属有很多种，其中铬被广泛应用于印染、电镀、制革、冶炼、化工、制药、金属加工等方面[]，这些产业生产过程中都会产生许多含铬废水，比如废电镀液、镀件漂洗水、酸洗废水等废水，这些废水中都包含着大量的含铬物质（三价铬和六价铬），这些废液有时直接排入江河中，水的自净功能并不能将废水中的三价铬和六价铬去除掉，这样就对自然水环境造成了严重污染，这是水中铬离子的主要来源。
1.1.2 铬的危害
铬主要以金属铬、三价铬、六价铬存在的，所有的含铬物质都是有毒的，其中六价铬的毒性是最大的，一般认为六价铬的毒性是三价铬的100倍左右[]。六价铬是一种吞入性毒物/吸入性极毒物，简单的皮肤接触就可能导致过敏，也会造成遗传性基因缺陷，吸入过多可能会致癌。据估计，可能有80种不同职业的人会接触到六价铬，即使是低至2μg/m3的六价铬被人体吸入也会让人打喷嚏和鼻黏膜不适[]。
六价铬对人体的危害有很多方面，主要有这些方面：对皮肤的损伤、对呼吸道的危害、对胃肠道的伤害、对肾的损害、致畸变、致癌等。
（1）对皮肤的损伤：由铬所引起的皮肤问题被称为铬疮，通过皮肤的接触，短时间可能使皮肤过敏，长时间的接触可能会引起全身性的中毒[]。在刚过敏时只是会瘙痒，如果不作适当的处理则会深入身体内部造成更严重的病症。
（2）对呼吸道的危害：通过呼吸含铬气体会引起一定程度上的沙哑、鼻黏膜萎缩、鼻中隔穿孔、支气管扩张等。
（3）对胃肠道的伤害：铬离子会通过肠胃进入到人体中，近而会引起恶心、呕吐、
腹泻、腹疼和溃疡等症状[]。严重时可能使循环衰竭、失去知觉，甚至死亡[]。
（4）对肾的损害：通过皮肤接触和呼吸吸收的铬都会对肾功能造成损伤，使肾功能衰竭。
（5）致畸变：当孕妇在怀孕期间受到了铬的影响，则会使胎儿受到不同程度的影响，刚出生的婴儿就会发生不同的畸变。
（6）致癌作用：三价铬不具备致癌作用，但是六价铬具有明显的致癌作用，近年来的研究表明[]，铬是以六价铬的形式进入人体细胞中，再还原成三价铬与细胞内的大分子物质进行结合，这会使细胞的遗传性质遭到改变，从而使细胞致癌[5]。
1.1.3 除铬的方法及其优缺点
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