改性蒙脫石吸附廢水中重金屬研究.pdf

1、本研究選擇蒙脫石粘土礦物對(duì)其改性，開發(fā)出環(huán)境友好型礦物吸附材料，旨在解決主要含有重金屬工業(yè)廢水引起的環(huán)境污染，同時(shí)為蒙脫石等粘土礦物的環(huán)境應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，課題研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)蒙脫石鈉改性、有機(jī)改性和絡(luò)合改性制備條件及其處理含Cu、Pb、Zn、Cd等多種重金屬離子和苯酚工業(yè)廢水的吸附條件進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，運(yùn)用XRD、DTA/TG、SEM等測(cè)試分析手段對(duì)其進(jìn)行了表征，研究了改性蒙脫石對(duì)多種不同濃度重金屬離子工業(yè)

2、廢水的吸附性能，并探討了改性蒙脫石吸附廢水中重金屬離子的吸附動(dòng)力學(xué)方程及吸附作用機(jī)理。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、艑?duì)蒙脫石先后進(jìn)行鈉改性、有機(jī)改性和絡(luò)合改性，鈉改性的試驗(yàn)結(jié)果顯示提純蒙脫石與5％濃度的NaOH溶液固液配比為1∶10，PH=5.6，60℃下攪拌1h，離心后在80℃烘箱干燥后研磨得到鈉改性后的蒙脫石，其中對(duì)Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+的吸附率分別為99.2％、92.8％、99.5％和99.3％。
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3、有機(jī)改性蒙脫石的最佳制備條件是:過100目篩的鈉化蒙脫石加入0.8倍CEC的有機(jī)改性劑(CTMAB)，固液比為1∶10，PH=5.6，溫度為60℃下恒溫?cái)嚢?h，離心后在80℃烘箱下干燥后研磨得到CTMAB-Mont，對(duì)Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+的吸附率分別為87.81％、98.2％、98.4％、98.1％.
　?、墙j(luò)臺(tái)改性蒙脫石的最佳制備條件是:稱取Ng鈉化蒙脫石，加入N*0.0422g(0.8CEC)的有機(jī)改性劑C

4、TMAB，固液比為1∶10，恒溫60℃水浴攪拌1.5h，加入TEPA(NTEPA∶NCTMAB=1∶1)，在80℃烘箱下干燥研磨后得到TEPA-Mont，對(duì)Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+的吸附率分別是88.5％、99.1％、99.2％、98.9％。
　?、韧ㄟ^對(duì)原土、鈉化土、絡(luò)合改性土的XRD圖譜分析，d001分別為1.24349nm、1.23339nm和2.36298nm，d001層間距隨著鈉化減小、有機(jī)插層后又增大，說

5、明CTMAB取代鈉基蒙脫石中的鈉離子而形成了復(fù)合物，有機(jī)陽(yáng)離子使得晶層間距加大，并且根據(jù)十六烷基三甲基溴化銨的鏈長(zhǎng)為2.6nm判斷，碳鏈在層間作斜向排列，結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，達(dá)到介孔級(jí)。
　?、蓪?duì)于未經(jīng)改性的蒙脫石和鈉化蒙脫石在200℃以下的失重是由于土樣的吸附的自由水和層間水所引起的，而在590℃-650℃的失重則是由于晶格間的層間塌崩所致;對(duì)于有機(jī)改性蒙脫石和絡(luò)合改性蒙脫石來(lái)說，在200℃以下幾乎沒有失重，在240℃-390℃

6、有一個(gè)很大的失重落差，這是進(jìn)入蒙脫石層間的CTMAB分解造成的;未經(jīng)改性的蒙脫石在100℃有一個(gè)吸熱谷，主要是失去了層間水和吸附的自由水，在850℃出現(xiàn)了一個(gè)放熱峰，是蒙脫石內(nèi)部物質(zhì)分解放熱的結(jié)果。
　　⑹原土、鈉改性土、有機(jī)改性土的微觀形貌，由圖可見經(jīng)過鈉改性后的土層似鱗片狀的堆疊，分散性較原土的好，CTMAB與蒙脫石結(jié)合在經(jīng)絡(luò)合改性后的土樣表面比較疏松，土樣由親水性變?yōu)橛H油性，TEPA借助表面活性劑的疏水基生成的疏水鍵可以分布

7、在蒙脫石的外表面，使得蒙脫石的疏水性增強(qiáng)。
　?、擞袡C(jī)改性蒙脫石和復(fù)合改性蒙脫石對(duì)Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+的吸附，并研究了有機(jī)改性蒙脫石和復(fù)合改性蒙脫石吸附重金屬的動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和粒子內(nèi)部擴(kuò)散方程和等溫吸附方程，Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+的等溫吸附曲線符合Freundlich方程擬合的最好，有機(jī)改性蒙脫石對(duì)Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+離子的飽和吸附量分別是19.8mg/g、10.8mg/g、16