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近年来,随着城市化、工业化的快速发展,环境污染,尤其是水污染问题,日益严峻,水污染防治刻不容缓。吸附法是一种有效、高性价比的污水净化方法,吸附剂是吸附法的关键。常见的吸附剂有活性炭和聚合物等,活性炭吸附剂制备过程中能耗高,且易产生温室气体;聚合物基吸附剂生产工艺较复杂,且使用过程中易造成二次污染。制备生态高效、价廉量丰的吸附剂是吸附法污水防治的关键核心。黏土储量丰富,具有独特的层状结构和离子交换能力,是制备吸附剂的理想原料。农林废弃生物质拥有大量的可作为吸附位点的活性官能团。由黏土和生物质制备的吸附材料具有生态环保、价廉量丰等优点。基于该思路,本文以黏土、生物质等为原材料,采用双辊混炼法、湿法球磨等方法,将黏土、生物质复合,制备了黏土/黄麻复合吸附剂,系统研究了所得产物对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和亚甲基蓝(MB)等污染物的吸附行为。本文主要研究内容与结果如下:(1)双辊混炼法制备黏土/黄麻复合吸附剂的正交试验研究。采用双辊混炼法,以黄麻粉种类、黏土的种类和质量、水(50oC)的质量和聚丙烯酰胺(APAM)的质量为因素设计正交试验,以吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附量为影响结果,得到最优的配料比。在膨润土、黄麻叶粉、APAM的质量比为3:10:6时,制备的膨润土/黄麻复合吸附剂(B-opt)对Cu(Ⅱ)吸附量最高,通过单因素实验确定了p H、投加量(d)、溶液初始浓度(C0)、吸附时间(T)和吸附温度(t)对Cu(Ⅱ)的最佳吸附条件,当吸附条件为d=3 g/L、C0=1000 mg/L、p H=5、T=50oC、t=60min时,Cu(Ⅱ)的吸附量达到327.9 mg/g。物相和形貌表征结果表明,所得黏土/黄麻复合吸附剂具有多级多孔结构。(2)黏土/黄麻复合吸附剂的吸附行为研究。通过单因素实验研究了p H、投加量、溶液初始浓度、吸附时间和吸附温度对B-opt吸附Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和MB性能的影响,得到了B-opt对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和MB吸附的最佳条件。当B-opt吸附Cr(Ⅵ)的条件为d=1.5 g/L、C0=50 mg/L、p H=2、T=45oC、t=100 min时,B-opt对Cr(Ⅵ)的吸附量为30.81 mg/g;当B-opt吸附MB条件为d=2.3 g/L、C0=400 mg/L、p H=10、T=60oC、t=150 min时,B-opt对MB的吸附量为165.9mg/g。EDS和元素分布谱图结果表明,Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)均匀吸附在吸附剂表面。实验数据经吸附动力学、等温吸附模型和热力学模型拟合计算,B-opt对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和MB的吸附过程适用于准二级动力学模型、Langmuir模型,吸附过程主要是均相单分子层和自发进行的吸热反应。(3)湿法球磨法制备膨润土/高岭土/黄麻复合吸附剂的研究。利用湿法球磨和冷冻干燥工艺,混合黏土(膨润土和高岭土质量比为1:1)和黄麻叶粉为原料,以黄麻粉、混合黏土和APAM的质量为因素进行正交试验,Cu(Ⅱ)的吸附量为评价标准进行正交分析。当混合黏土、黄麻叶粉、APAM的质量比为3:10:6时,所得膨润土/高岭土/黄麻复合吸附剂(JBK-F)对Cu(Ⅱ)吸附量最高,在d=3 g/L、C0=1000 mg/L、p H=5、T=50oC、t=60 min的条件下吸附量达359.8mg/g。物相与结构表征分析表明,所得复合吸附剂具有多级多孔结构,有利于提高对重金属离子和染料的吸附。(4)膨润土/高岭土/黄麻复合吸附剂的吸附行为研究。以JBK-F为吸附剂,系统探究了p H、投加量、溶液初始浓度、吸附时间和吸附温度对JBK-F吸附性能的影响。当JBK-F吸附Cu(Ⅱ)的条件为d=2.5 g/L、C0=1000 mg/L、p H=5、T=40oC、t=70 min时,JBK-F对Cu(Ⅱ)的吸附量为382.8 mg/g;当JBK-F吸附Cr(Ⅵ)的条件为d=1.1 g/L、C0=100 mg/L、p H=2、T=40oC、t=80 min时,JBK-F对Cr(Ⅵ)的吸附量为88.13 mg/g;当JBK-F吸附MB的条件为d=2.7 g/L、C0=600 mg/L、p H=9、T=55oC、t=140 min时,JBK-F对MB的吸附量为220.9mg/g。动力学、热力学模型拟合结果表明,JBK-F对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和MB吸附过程均符合准二级动力学和Langmuir模型,属于均相的单分子层吸附过程。JBK-F对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和MB吸附是自发的吸热反应。