CTMAB-膨潤(rùn)土吸附劑的制備及其吸附性能和再生研究.pdf

1、膨潤(rùn)土(Bentonite)是一類(lèi)以蒙脫石為主要成分的2:1型層狀硅酸鹽黏土礦物，因其具有廉價(jià)、無(wú)毒、表面積大、離子交換及吸附容量大等特性，在環(huán)境水污染修復(fù)中正成為一大研究熱點(diǎn)。本論文以十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)為改性劑，制備了CTMAB/膨潤(rùn)土吸附劑，研究了其穩(wěn)定性，系統(tǒng)的分析了膨潤(rùn)土對(duì)DDVP和Ni(Ⅱ)的吸附性能、機(jī)理、影響因素及再生。
　　 以十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)為改性劑，制備了CTMAB/膨潤(rùn)土吸

2、附劑，同時(shí)對(duì)該吸附劑進(jìn)行了穩(wěn)定性研究。采用響應(yīng)曲面優(yōu)化法(RSM)得到CTMAB-膨潤(rùn)土合成的最佳優(yōu)化條件：CTMAB用量19.5％，反應(yīng)溫度70.5℃，反應(yīng)時(shí)間1.8h，pH6.7。FTIR、X-rays以及TGA分析表明CTMAB已進(jìn)入到膨潤(rùn)土層間，層間距由1.2378nm增大到1.9875nm，且以?xún)A斜角為28.58°的半斜立方式排布于層間。當(dāng)CTMAB的用量為0.6CEC時(shí)，改性的膨潤(rùn)土較穩(wěn)定。酸性條件下有機(jī)膨潤(rùn)土穩(wěn)定性降低，而

3、中性、堿性條件會(huì)增加其穩(wěn)定性。增大NaC1、CaCl2的濃度，穩(wěn)定性顯著提高。
　　 采用靜態(tài)批量吸附實(shí)驗(yàn)方法，研究了CTMAB/膨潤(rùn)土對(duì)有機(jī)污染物DDVP的吸附行為，得到對(duì)DDVP吸附強(qiáng)弱順序?yàn)?.0CEC＞0.6CEC＞0.3CEC＞0.0CEC。在低濃度范圍內(nèi)對(duì)DDVP的吸附可以用Henry和Freundlich等溫模型予以擬合(R2＞0.98)，吸附為線性分配。pH越高，分配系數(shù)Kd越大。DDVP在有機(jī)膨潤(rùn)土上的吸附為自

4、發(fā)的放熱反應(yīng)，CaCl2的濃度由0.1mol/L增到2.0mol/L時(shí)，1.0CEC有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)DDVP的吸附量提高了71％。
　　 采用靜態(tài)批量吸附實(shí)驗(yàn)方法，又研究了膨潤(rùn)土對(duì)重金屬污染物Ni(Ⅱ)的吸附行為，膨潤(rùn)土對(duì)Ni(Ⅱ)的吸附在20min內(nèi)達(dá)到平衡，去除率高達(dá)98％，吸附過(guò)程可以用擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)速率方程擬合。在低pH下為離子交換吸附，高pH下主要為表面絡(luò)合吸附。用Langmuir模型可以較好的擬合吸附過(guò)程，最大吸附量Vm為

5、26.88mg/g，且吸附為一自發(fā)吸熱、混亂度增加的過(guò)程。
　　 探討了TiO2/膨潤(rùn)土光催化劑對(duì)DDVP的催化降解性能，以為膨潤(rùn)土的再生提供可能。發(fā)現(xiàn)該光催化劑降解DDVP的能力較強(qiáng)，lh之內(nèi)DDVP的降解率達(dá)到了80％，2h之內(nèi)DDVP幾乎被降解完全，TiO2/膨潤(rùn)土對(duì)DDVP的降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。降解過(guò)程中有Cl-和PO43-的釋放，且其濃度逐漸增大，表明DDVP被TiO2/膨潤(rùn)土光催化劑部分礦化。
　　 以超