復(fù)合改性膨潤(rùn)土對(duì)水中有機(jī)物和重金屬的協(xié)同吸附研究.pdf

1、本文通過選擇不同結(jié)構(gòu)特征和碳鏈長(zhǎng)度的有機(jī)絡(luò)合劑與長(zhǎng)碳鏈陽離子表面活性劑共同改性膨潤(rùn)土，制得一系列具有特殊結(jié)構(gòu)與性能的新型多功能吸附材料，深入研究了改性膨潤(rùn)土同時(shí)吸附處理水中有機(jī)污染物和重金屬的性能。利用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)，探討了改性膨潤(rùn)土吸附性能與結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)-效關(guān)系，重點(diǎn)研究了雙陽離子、陽﹣非離子，以及陰﹣陽離子復(fù)合改性膨潤(rùn)土對(duì)水中重金屬離子和有機(jī)污染物的協(xié)同吸附機(jī)制、規(guī)律及影響因素，試圖為拓展膨潤(rùn)土的功能改性及其在廢水處理中的應(yīng)用提供

2、理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。論文取得了以下一些創(chuàng)新性成果：
　　 (1)提出了一種將改變表面性質(zhì)與植入功能柱撐劑結(jié)合，復(fù)合改性膨潤(rùn)土的新方法。季銨鹽陽離子表面活性劑CTMA和金屬有機(jī)絡(luò)合劑L能通過陽離子交換穩(wěn)定柱撐在膨潤(rùn)土的片層結(jié)構(gòu)中。復(fù)合改性后的膨潤(rùn)土表面疏水性增強(qiáng)，層間距和比表面積發(fā)生明顯改變。例如，與單一改性膨潤(rùn)土CTMA-Bent相比，用CTMA和AET復(fù)合改性的雙陽離子膨潤(rùn)土，其層間距減小、比表面積增大；而用CTMA和TETA

3、陽-非離子復(fù)合改性后的膨潤(rùn)土，其層間距增大、比表面積減小。
　　 (2)探明了復(fù)合改性膨潤(rùn)土CTMA-L-Bent對(duì)水中重金屬離子和有機(jī)物的協(xié)同吸附機(jī)理及影響因素。復(fù)合改性膨潤(rùn)土對(duì)水中有機(jī)物的吸附以分配作用為主，有機(jī)物的極性越弱，溶解度越小及辛醇-水分配系數(shù)越大，就越容易被優(yōu)先吸附；對(duì)水中重金屬的吸附主要為絡(luò)合反應(yīng)，重金屬離子的水化能越小、所形成絡(luò)合物的穩(wěn)定性越高，越容易被優(yōu)先吸附。例如，CTMA-En-Bent吸附水中重金屬離

4、子和有機(jī)污染物的順序分別為：pb2+>Cu2+>Cd2+和對(duì)硝基苯酚>苯胺>苯酚。改性劑配比和溶液PH是影響復(fù)合改性膨潤(rùn)土吸附性能的重要因素，在pH為4～10的范圍，復(fù)合改性膨潤(rùn)土CTMA-L-Bent吸附水中重金屬離子和有機(jī)物的能力很強(qiáng)。CTMA-L-Bent能協(xié)同吸附水中有機(jī)物和重金屬：對(duì)有機(jī)物的吸附性能越好，對(duì)重金屬離子的吸附能力就越強(qiáng)。例如，當(dāng)改性劑濃度相同時(shí)，用CTMA與氨羧絡(luò)合劑（乙二胺-En、三乙烯四胺-TETA和四乙烯五

5、胺-TEPA）復(fù)合改性的膨潤(rùn)土，對(duì)混合水溶液中重金屬離子和有機(jī)物的吸附能力均為：CTMA-TEPA-Bent>CTMA-TETA-Bent>CTMA-En-Bent。
　　 (3)發(fā)明了復(fù)合改性膨潤(rùn)土再生利用的新技術(shù)—酸浸潤(rùn)法。用較低濃度（0.1～1.0 mol/L）的HC1溶液浸潤(rùn)已吸附污染物的復(fù)合改性膨潤(rùn)土，可將重金屬離子和有機(jī)物基本解吸，并可多次吸附處理水中有機(jī)物和重金屬離子，且吸附性能良好。例如，當(dāng)用0.1 mol·L-