埃洛石改性及其對(duì)廢水中重金屬離子的吸附研究.pdf

1、重金屬?gòu)U水主要來(lái)源于礦山開采、金屬冶煉加工、化工、電鍍等行業(yè)排放的廢水。目前，處理重金屬?gòu)U水的方法中吸附法是最有效的處理技術(shù)之一。天然礦物材料如沸石、斑脫土等，由于其比表面積大、離子交換能力強(qiáng)和低成本等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于處理重金屬?gòu)U水，但對(duì)于埃洛石處理重金屬?gòu)U水的研究卻很少。埃洛石是一種天然硅酸鹽礦物，具有均勻的納米中空管狀結(jié)構(gòu)，表面含有大量的-OH官能團(tuán)，這對(duì)埃洛石進(jìn)行表面化學(xué)改性非常有利。埃洛石原礦通常對(duì)重金屬離子的吸附能力很低，經(jīng)

2、過(guò)化學(xué)改性在表面接枝其他官能團(tuán)會(huì)顯著提高其吸附能力。
　　 本課題以埃洛石及不同有機(jī)物為原料，通過(guò)溶液共混法對(duì)埃洛石進(jìn)行改性，并通過(guò)紅外、熱重、透射電鏡等方法對(duì)樣品進(jìn)行表征分析；再利用改性埃洛石對(duì)模擬廢水進(jìn)行吸附處理，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察重金屬離子初始濃度、吸附時(shí)間、吸附溫度、pH值對(duì)吸附性能的影響；用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合吸附動(dòng)力學(xué)及等溫線模型，得到以下結(jié)論：
　　 ①用γ-巰丙基三甲氧基硅烷(KH-590)對(duì)埃洛石進(jìn)行改性制備S

3、H-HNTs納米復(fù)合材料，對(duì)改性前后埃洛石的表征結(jié)果表明巰丙基成功接枝于納米管表面，接枝量為0.0235 g/g。SH-HNTs對(duì)模擬含銀廢水的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SH-HNTs對(duì)Ag(Ⅰ)的吸附速率較快，吸附量隨Ag(Ⅰ)初始濃度增加而增大最后維持恒定。SH-HNTs對(duì)Ag(Ⅰ)的吸附量幾乎不隨pH及溫度發(fā)生變化。另外SH-HNTs對(duì)Ag(Ⅰ)的吸附遵循Lagergren準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，并且同時(shí)符合Langmuir等溫模型和Freu

4、ndlich等溫模型。根據(jù)Langmuir模型擬合結(jié)果計(jì)算可知SH-HNTs對(duì)Ag(Ⅰ)的最大吸附量為25.51 mg/g。
　　 ②以十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)對(duì)埃洛石進(jìn)行改性制備HDTMA-HNTs納米復(fù)合材料，對(duì)改性前后埃洛石的表征結(jié)果表明季銨鹽陽(yáng)離子成功接枝于納米管表面，接枝量為0.0769g/g。HDTMA-HNTs對(duì)模擬含鉻廢水的吸附結(jié)果表明HDTMA-HNTs吸附Cr(Ⅵ)的初始吸附速率很快，吸附屬放熱反應(yīng)

5、，吸附量隨Cr(Ⅵ)初始濃度增加而增大，最后維持不變。吸附量隨pH的升高會(huì)明顯降低。另外HDTMA-HNTs對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附分別遵循Lagergren準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir等溫模型。根據(jù)Langmuir模型擬合結(jié)果計(jì)算可知HDTMA-HNTs對(duì)Cr(Ⅵ)的最大吸附量為6.892 mg/g。
　　 ③用N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)對(duì)埃洛石進(jìn)行改性制備NH2-HNTs納米復(fù)合材料，對(duì)改性前

6、后埃洛石的表征結(jié)果表明氨基已成功接枝于納米管表面，接枝量為0.0187g/g。NH2-HNTs對(duì)模擬含鉻廢水的吸附結(jié)果表明NH2-HNTs吸附Cr(Ⅵ)的初始吸附速率很快，吸附屬放熱反應(yīng)，吸附量隨Cr(Ⅵ)初始濃度增加而增大，最后維持不變。pH在3～5之間吸附能力最好。另外，NH2-HNTs對(duì)水中Cr(Ⅵ)的吸附分別遵循Lagergren準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir單分子層模型。根據(jù)Langmuir模型擬合結(jié)果計(jì)算可知NH2-