葉蠟石粉體的吸附性能研究.pdf

1、環(huán)境問題和資源危機是人類發(fā)展所面臨的兩大重要課題。雖然活性炭已被廣泛用作水體污染物的吸附劑，但其生產(chǎn)耗能、價格昂貴，廣泛應(yīng)用受到限制。為實現(xiàn)低成本、高效率的廢水凈化，一些具有吸附特性的天然粘土礦物越來越引起了人們的關(guān)注。葉蠟石是典型的2：1型層狀化合物，層狀結(jié)構(gòu)相鄰兩晶層間僅以范德華力連接，結(jié)合力弱，陰、陽離子可進入層間，具有一定的吸附能力。我國的葉蠟石礦產(chǎn)資源豐富，價格低廉，利用粉體的天然優(yōu)勢，研究和開發(fā)以葉蠟石為原料的新型吸附材料，

2、不僅填補了國內(nèi)這一領(lǐng)域的研究空白，還對人類未來合理利用資源，解決環(huán)境污染問題，具有極深遠的意義。 本課題將葉蠟石原礦粉進行改性處理，制備了酸洗、球磨、酸洗-球磨三種改性粉體。從粉體成分、形貌和粒度的檢測可知：酸洗改性不僅能侵蝕葉蠟石粉體表面，形成有利于吸附的孔結(jié)構(gòu)，還促使Al3+、Fe2+、Ti2+部分溶出；球磨改性則可有效減少粉體粒徑。 動力學(xué)研究結(jié)果表明：葉蠟石對亞甲基藍（MB）的吸附動力學(xué)曲線符合偽二階反應(yīng)模型；酸

3、洗-球磨粉快速階段的吸附反應(yīng)速率明顯大于原礦粉，酸洗-球磨粉的吸附量在反應(yīng)開始5min時達4.24mg/g，而原礦粉為3.71 mg/g；溶液pH值的提高有利于葉蠟石吸附MB，且酸洗-球磨改性粉在溶液pH值為11的吸附體系中，經(jīng)30min吸附反應(yīng)，吸附率可達99％；吸附反應(yīng)速率隨著反應(yīng)體系溫度的提高而提高；表面活性劑改性是一種可行、有效的粉體吸附性能改性方法。 熱力學(xué)結(jié)果表明：酸洗-球磨粉的平衡吸附容量也較原礦粉明顯增大，當(dāng)MB

4、溶液濃度分別為10、20、30和40 mg/L時，酸洗-球磨粉的平衡吸附容量分別為4.8、8.0、9.9和10.6 mg/g，而原礦粉則為4.6、7.1、8.5和9.6 mg/g；吸附方式與Langmuir、Redlich-Peterson、Koble-Corrigan吸附模型均較好擬合，符合單分子層吸附模型；吸附體系的△G、△S、△H值皆為負，是自發(fā)的、混亂度降低的、放熱過程，且酸洗-球磨粉的△G、△S、△H值都明顯小于原礦粉。

5、 本課題還系統(tǒng)研究了吸附時間、溶液初始濃度，以及溶液初始pH值對葉蠟石吸附Cr（Ⅵ）的影響，實驗結(jié)果表明：葉蠟石對Cr（Ⅵ）的吸附也存在快速、慢速兩個階段，吸附作用Smin時，四種樣品粉體對Cr（Ⅵ）的吸附率已達33.3～46.7％，而吸附作用20min后，吸附率也僅為50％左右；葉蠟石對Cr（Ⅵ）的吸附率隨溶液初始濃度的增加而逐漸下降，吸附量逐漸升高；溶液初始pH值為1.5～2最有利于葉蠟石吸附Cr（Ⅵ），吸附率可增至80％以上；由