改性膨潤土的制備及其吸附性能研究.pdf

1、膨潤土(Bentonite)是以蒙脫石(Montmorillonite)為主要成分的一類層狀硅酸鹽粘土礦物。 利用膨潤土的離子交換性，膨潤土可以與簡單金屬離子、有機(jī)季胺鹽陽離子進(jìn)行層間離子交換，達(dá)到改性目的。改性后，其層間域、吸附性能等理化性能得到明顯改善，并在環(huán)境治理領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。 論文針對(duì)鄂州膨潤土開發(fā)應(yīng)用研究比較薄弱的現(xiàn)狀，詳細(xì)研究了鄂州某地膨潤土的基本理化性質(zhì)和類型，并針對(duì)其性能指標(biāo)重點(diǎn)研究了該膨潤土的鈉化改

2、型和有機(jī)插層的最佳工藝及條件，并將所制備的改性膨潤土應(yīng)用于對(duì)含Cu2+和餐飲含油廢水中，詳細(xì)研究了鄂州膨潤土對(duì)水中重金屬離子和有機(jī)物油份的吸附性能。 鄂州天然膨潤土的純度不高，蒙脫石含量為73.8％，而在膨潤土的改性和深加工時(shí)，要求蒙脫石的含量達(dá)到90％以上，因此膨潤土的提純顯得尤為重要。論文采用沉降提純工藝提純，通過對(duì)吸藍(lán)量的測定，提純后其蒙脫石含量提高到93.4％。 通過單因素實(shí)驗(yàn)，確定了膨潤土鈉化改型的較佳工藝條件

3、：碳酸鈉為改型劑，用量為5％，礦漿濃度15％，攪拌時(shí)間15min。鈉化改型后膨潤土的理化性能得到明顯提高，膠質(zhì)價(jià)和膨脹容分別由原礦的100mL/15g，11.0mL/g提高到500mL/15g，72.0mL/g，X射線衍射圖譜分析表明d001值由原來的1.53nm變?yōu)?.24nm，層間域的Ca2+被Na+交換，由鈣基膨潤土變?yōu)殁c基膨潤土。 膨潤土的有機(jī)改性研究中，重點(diǎn)研究了十八烷基三甲基氯化銨(1831)改性膨潤土的各項(xiàng)影響因素

4、，并制備出了一系列有機(jī)膨潤土。 根據(jù)層間域的大小(即d001值)作為有機(jī)膨潤土制備效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，并結(jié)合衍射峰的數(shù)量、峰強(qiáng)、峰的尖銳性和峰的對(duì)稱性來加以綜合評(píng)價(jià)。確定了有機(jī)膨潤土的較佳制備工藝：礦漿濃度5％，有機(jī)插層前洗滌3次，覆蓋劑用量40％，反應(yīng)溫度65℃，反應(yīng)時(shí)間7h。經(jīng)有機(jī)改性后，其d001值可達(dá)4.167nm。 論文利用提純鈣基膨潤土、鈉基膨潤土和有機(jī)膨潤土三種粉末作為吸附劑，分別對(duì)含Cu2+廢水和模擬餐飲含油廢

5、水進(jìn)行系統(tǒng)吸附研究，通過吸附動(dòng)力學(xué)曲線和等溫吸附線來比較對(duì)重金屬離子和含油廢水的吸附性能。 結(jié)果表明：鈉基膨潤土對(duì)Cu2+的吸附效果最好，有機(jī)膨潤土(1831-膨潤土)對(duì)油份的吸附效果最好。 論文通過建立膨潤土改性模型，更加直觀地說明了其改性機(jī)理，清晰地展示其內(nèi)部變化過程。 結(jié)合紅外掃描技術(shù)，將有機(jī)膨潤土對(duì)油份的吸附過程清晰地展現(xiàn)出來，并通過紅外圖譜來闡述其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，說明有機(jī)膨潤土對(duì)油份的吸附包括物理吸附和