聚合物改性膨潤(rùn)土及其對(duì)陰離子染料的吸附.pdf

1、膨潤(rùn)土由硅氧四面體和鋁氧八面體構(gòu)成，在其層間有大量的Na2+，Ca2+，因此膨潤(rùn)土有良好的陽(yáng)離子交換能力，能夠大量的吸附廢水中的陽(yáng)離子染料。然而對(duì)于陰離子染料的吸附性能較差。因此需要通過(guò)對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性來(lái)提高對(duì)陰離子染料的吸附量。通常情況下小分子改性的膨潤(rùn)土由于其吸附位點(diǎn)少，吸附性能不理想。因而聚合物改性膨潤(rùn)土新型吸附劑處理印染廢水中的陰離子染料是本論文研究的重點(diǎn)。文章分別介紹了聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨改性膨潤(rùn)土，聚甲基丙烯酸二甲氨基

2、乙酯改性膨潤(rùn)土和聚乙烯亞胺功能化膨潤(rùn)土，并利用紅外光譜(Infrared Spectroscopy，IR)，X射線衍射(X-rayDiffraction，XRD)，掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)，熱失重(Thermal Gravity Analysis，TG)對(duì)改性膨潤(rùn)土進(jìn)行表征，所選取的目標(biāo)吸附物為燦爛黃(Brilliant Yellow，BY)，氨基黑10B(Amino Black

3、10B)兩種陰離子染料。整個(gè)吸附實(shí)驗(yàn)對(duì)不同吸附條件下的吸附性能和最佳吸附條件分別進(jìn)行了研究。同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做了吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線研究，并且計(jì)算了其熱力學(xué)參數(shù)。
　　本論文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)本章通過(guò)自由基聚合的方法制備聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨改性膨潤(rùn)土(Bent-PDAC)新型吸附劑。通過(guò)紅外光譜，X射線衍射，掃描電子顯微鏡，熱失重表征手段對(duì)其進(jìn)行表征，分析其結(jié)構(gòu)，形貌和有機(jī)組分的含量。實(shí)驗(yàn)選取陰離子染料燦爛黃

4、為目標(biāo)吸附物，分析在吸附過(guò)程中的影響條件。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比得知Bent-PDAC對(duì)BY的最大吸附量為302.9 mg/g，且隨著初始濃度的提高，溫度的升高，時(shí)間的增加，吸附量不斷增加，最終達(dá)到平衡，而pH對(duì)吸附量的影響較小。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線擬合，吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir吸附等溫線模型，通過(guò)對(duì)熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算得知吸附過(guò)程為自發(fā)性的吸熱過(guò)程。
　　(2)聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯改性膨潤(rùn)土(B

5、ent-PDMAEMA)同樣使用了自由基聚合的方法。實(shí)驗(yàn)選用陰離子染料氨基黑10B為目標(biāo)吸附物，分別探討了pH，時(shí)間，溫度和濃度對(duì)吸附量的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Bent-PDMAEMA對(duì)氨基黑10B的最大吸附量為371.4 mg/g，比原土對(duì)氨基黑10B吸附量大大提高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示隨著pH的增高，吸附量逐漸減小，隨著初始濃度，溫度的提高和時(shí)間的增加，吸附量逐漸增加，最終達(dá)到吸附平衡。吸附動(dòng)力學(xué)表明吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，吸附等

6、溫線符合Langrnuir吸附等溫線模型，吸附過(guò)程為自發(fā)性吸熱過(guò)程。
　　(3)聚乙烯亞胺功能化膨潤(rùn)土(Bent-GLYMO-PEI)是通過(guò)聚乙烯亞胺開環(huán)接枝在膨潤(rùn)土上的環(huán)氧基團(tuán)方法制備并通過(guò)共價(jià)鍵相連。對(duì)吸附過(guò)程中的影響因素pH，初始濃度，溫度以及時(shí)間的研究結(jié)果表明，pH增加，吸附量減少。而隨著初始濃度，溫度提高以及時(shí)間增加，吸附量都會(huì)隨之增加并最終達(dá)到平衡。Bent-GLYMO-PEI對(duì)氨基黑10B的最大吸附量為327.7 m