磁性膨潤土改性吸附材料的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的粘土礦物，具有特殊的結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的性能。在水質(zhì)凈化及廢水處理領(lǐng)域中異軍突起，倍受人們關(guān)注。但膨潤土原土一般僅含50％～80%的蒙脫石，甚至更低，而在膨潤土深加工應(yīng)用時，要求蒙脫石的含量達(dá)到90%以上，對其進(jìn)行提純和改性顯得尤為重要。為使膨潤土在環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮更大的作用，本文針對膨潤土在廢水處理中存在的不足進(jìn)行了提質(zhì)改性研究，并探討了它們在有機(jī)染料廢水及含酚廢水中對污染物的吸附性能，得到如下主要結(jié)果。

2、　?。?）針對應(yīng)用廣泛的計算蒙脫石含量的吸藍(lán)量(MBT)公式M=MBT/0.442，存在一定偏差，尤其在計算純度較高的膨潤土?xí)r更為明顯的現(xiàn)象，首先進(jìn)行了計算公式的校正。選擇六種典型的膨潤土樣品進(jìn)行吸藍(lán)量的測定，通過 GSAS軟件對膨潤土中的主要成分蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)實(shí)行 Rietveld全譜精修擬合，得到 Ca和 Na基蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)模型，基于精修擬合結(jié)果，進(jìn)一步測試膨潤土中的蒙脫石含量(M)。分析結(jié)果顯示，當(dāng) MBT<40g/100g時

3、，蒙脫石含量可沿用之前的經(jīng)驗(yàn)吸藍(lán)量公式；當(dāng) MBT≥40g/100g，吸藍(lán)量的公式需修正為此處為公式
　　（2）對膨潤土進(jìn)行提純鈉化改性，得到的最優(yōu)工藝參數(shù)為：膨潤土液固比15:1，(NaPO3)6分散劑，質(zhì)量濃度0.2%，反應(yīng)體系 pH值7~8，靜置沉降時間50 min，離心機(jī)轉(zhuǎn)速1000 r/min。膨潤土鈉化有機(jī)摻雜實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，疏水性越強(qiáng)的膨潤土對有機(jī)污染物的吸附越好，長碳鏈有機(jī)膨潤土對有機(jī)污染物的去除效果比短碳鏈有機(jī)膨潤

4、土好，層間電荷對膨潤土的吸附行為可用膨潤土陽離子交換容量(CEC)值體現(xiàn)，具有62 mmol/100 g CEC值的膨潤土對苯酚的吸附效果最好。
　?。?） Fe3O4磁性改性的膨潤土在染料廢水處理中的研究結(jié)果顯示，共沉淀法制備的 Fe3O4/膨潤土的平均孔徑和孔體積比 Fe3O4和膨潤土均有比較明顯的增加；在亞甲基藍(lán)模擬廢水中具有良好的吸附能力，最大亞甲基藍(lán)吸附量為106.38mg/g，比原膨潤土提高了65%，其最佳脫除條件為：

5、亞甲基藍(lán)原水 pH=7.37，吸附時間25 min，反應(yīng)溫度20 oC，亞甲基藍(lán)濃度120 mg/L， Fe3O4/膨潤土用量2.5 g/L；Fe3O4/膨潤土吸附劑對亞甲基藍(lán)的吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，可用Langmuir模型進(jìn)行描述，這表明經(jīng) Fe3O4改性后的膨潤土更有利于吸附亞甲基藍(lán)。
　?。?）構(gòu)建了可降解甲基橙廢水的Fe3O4-膨潤土/H2O2多相Fenton體系，該體系中的甲基橙廢水處理20 min即可達(dá)到反應(yīng)平衡，

6、脫色率為96.72%，平衡時間和脫色率均優(yōu)于 Fe3O4、H2O2、Fe3O4/H2O2、Fe3O4-膨潤土體系。最佳反應(yīng)條件為：初始 pH=3， Fe3O4-膨潤土投加量0.5 g·L-1， H2O2加入量0.05 mol/L，初始濃度100 mg/L，反應(yīng)溫度40 oC時。由于甲基橙的特殊結(jié)構(gòu)，新構(gòu)建的體系 pH使用范圍并沒有明顯的拓寬。Fe3O4-膨潤土重復(fù)使用5次之后，其脫色率仍高達(dá)89.94%，反應(yīng)60 min后鐵離子溶出量只