论文部分内容阅读
随着社会经济的发展、城市工业化和现代化进程的加快,带来的环境污染问题日益严重,其中水体中的重金属污染问题凸显。使得大量的水体中的金属离子严重超标,这直接危害着我们取水源头的水质质量。重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染。因此,迫切需要研究开发一种新型的除污染新工艺功能材料。本课题选取钠基膨润土为原材料,FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O作为磁化剂,采用化学共沉淀方法制备磁性膨润土(以下简称“磁性膨润土”)。以对污染水中Cu2+和Zn2+的去除效果为评价指标,制备用于去除污染水体中的Cu2+和Zn2+的新型水处理剂。并对磁性膨润土的制备条件进行优化分析；对磁化前后的膨润土的表面形态和内部结构进行表征对比分析,初步探讨其改性机理；且考察各反应条件对磁性膨润土去除污染水中Cu2+和Zn2+去除效果的影响,探讨其机理。磁性膨润土制备实验的结果显示,去除污染水中初始浓度为20mg/L的Cu2+和25mg/L的Zn2+,其中Fe3+和Fe2+不同的摩尔比(n)、土与铁混合物的质量比(Fe/S)、晶化时间(t)、反应温度(T)。最佳制备工艺的条件为：n=2, T=80℃, t=2h, Fe/S=2。对磁化前后的膨润土进行了X-射线能谱(EDS)、磁滞曲线、电镜扫描(SEM)、红外线光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)等手段的表征,结果显示：膨润土经磁化后,表面特性发生明显变化,磁性膨润土中的磁化物质已与膨润土层间结合,形成了氧化铁/膨润土共价键；磁性膨润土的层间距由1.280 nm增大至1.654 nm。考察了各反应条件对去除污染水中Cu2+和Zn2+的影响,结果显示：磁性膨润土对Cu2+和Zn2+具有良好的去除效果；去除率随着磁性膨润土投加量的增大而增大,当达到饱和值后,再增加投加量,对Cu2+和Zn2+去除率的影响效果不明显；pH值在7-7.2范围内对Cu2+的去除效果最佳,pH值在6.8～7.5范围内对Zn2+的去除效果最佳；沉淀30 min前,浊度去除率增长比较的显著,随着沉淀的时间增加,浊度去除率趋于平衡；随着反应时间的增大,磁性膨润土对Cu2+和Zn2+的去除率逐渐增大,达到饱和后,再逐渐降低；而随着反应温度的升高,磁性膨润土对Cu2+和Zn2+的去除率增长的幅度不大。进行了磁性膨润土的再生实验,通过超声波、酸再生和碱再生考察了磁性膨润土再生利用的可能性。结果显示：用酸再生和碱再生的方法再生5次后,对Cu2+和Zn2+的去除率可以保证在50%以上,去除效果较好；而超声波的方法相比前二者,再生效果差。