改性蒙脱石的制备及对水体中磷酸根的吸附性能研究

来源 :济南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suiye001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
蒙脱石及其改性产物在废水处理和污染环境修复中的应用是环境科学与工程领域的热点之一。本文以主要成分为蒙脱石的天然膨润土为原料,对其进行提纯钠化,采用常规水相法制备有机蒙脱石及无机柱撑蒙脱石。运用X射线衍射分析(XRD)、BET表面及孔隙度分析、傅立叶红外光谱分析(FTIR)等手段对改性蒙脱石进行表征,研究了这些改性蒙脱石吸附剂对模拟含磷废水的吸附性能。论文的研究内容及主要结果如下: 1.对膨润土原土进行水洗提纯、氯化钠钠化处理,考察了膨胀容、膨润值、胶质价、吸蓝量、离子交换容量等指标,成功得到性能优良的钠化蒙脱石。 2.以钠化蒙脱石为基质,分别以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)作为有机插层覆盖剂,以聚合羟基铝离子、聚合羟基铁离子、铁铝复合聚阳离子和钛聚合阳离子为无机柱撑剂,分别制备了两种有机改性蒙脱石和四种无机柱撑蒙脱石,并对其进行了XRD、BET、FTIR表征。结果表明,各改性剂已经进入到了蒙脱石层间,与目标产物一致。改性处理增大了蒙脱石的层间距、比表面积和孔体积,有利于对磷酸根的吸附。 3.考察了制备的CTMAB—蒙脱石和PDMDAAC—蒙脱石对水体中低浓度磷酸根的吸附作用。结果表明,两种有机蒙脱石对磷酸根的吸附效果较好,吸附能力PDMDAAC—蒙脱石>CTMAB—蒙脱石>钠化蒙脱石>膨润土原土。磷酸根在PDMDAAC—蒙脱石和CTMAB—蒙脱石上的吸附动力学更符合拟二级动力学方程。CTMAB—蒙脱石和钠化蒙脱石对磷酸根的吸附符合Langmuir和Freundlich方程(R2>0.98),PDMDAAC—蒙脱石对磷酸根的吸附较好的符合Langmuir方程,而膨润土原土对两种模型的拟合效果较差。 4.考察了制备的铝柱撑蒙脱石(Al—蒙脱石)、铁柱撑蒙脱石(Fe—蒙脱石)、铁铝复合蒙脱石(Fe—Al—蒙脱石)和钛柱撑蒙脱石(Ti—蒙脱石)对高浓度磷酸根的吸附情况,得到吸附磷酸根的最佳条件。结果表明,四种柱撑蒙脱石对磷酸根的吸附效果较好,且吸附效果Al—蒙脱石>Fe—蒙脱石>Fe—Al—蒙脱石>Ti—蒙脱石。无机柱撑蒙脱石对磷酸根的吸附更好的符合拟二级动力学方程。吸附等温线均较好的符合Langmuir和Freundlich方程。pH值对磷酸根吸附影响较大,高pH值不利于磷酸根的吸附,是由于OH—与PO34—发生强烈的竞争吸附所导致。吸附热力学计算的ΔH值足够大,保证了磷酸根与吸附剂之间的相互作用,正值的ΔS表明磷酸根在无机柱撑蒙脱石上的吸附过程中,固—液界面上的无序性增加。负值的△G和正值的ΔH表明,无机柱撑蒙脱石对磷酸根的吸附是一个自发的吸热反应,温度升高有利于其对磷酸根的吸附。 5.总体比较而言,改性蒙脱石对磷酸根吸附效果优于膨润土原土和钠化蒙脱石,无机柱撑蒙脱石对磷酸根的吸附效果优于有机蒙脱石,特别是铝柱撑蒙脱石,其吸附量比其他吸附剂高,是一种理想的具有开发潜力的除磷吸附剂。
其他文献
本文通过对荣华二采区10
期刊
汞作为持久性有毒污染物已引起世界各国研究者的高度重视。日本海外协力集团1997-1999年在贵州清镇进行了大量调查研究,研究数据表明贵州清镇地区百花湖上游农田土壤,因曾经利
近年来,自由基-金属配合物已经成为分子磁性研究领域中最为活跃的课题之一。本论文围绕该领域,选用含有功能取代基团(吡啶)的自由基作为主要构筑元件,制备了8个未见文献报道的自
镁橄榄石是一种具有岛状结构的硅酸盐矿物,其化学式为Mg2SiO4或2MgO?SiO2,晶体结构稳定,晶格能大(17572.84kJ/mol),熔点高(1890℃),硬度大(6.5~7.0),密度也较高。镁橄榄石材料
由于环境污染和能源危机问题日益突出,风能、太阳能等产生的电能需要高效存储,以及便携式电子器件和电动汽车行业的快速发展,开发廉价、高效、环境友好、体积小和质量轻的储
介孔材料SBA-15具有规整的孔道结构、比表面积大、热稳定性强等特点。本课题围绕着SBA-15,进行孔径调节、表面改性的研究,制备了M-SBA-15、Au/M-SBA-15,并将其应用于相应的环境催化反应中。采用两种类型的添加试剂聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG),合成一系列孔径调变的有序介孔材料SBA-15。合成样品用小角X衍射,氮气吸附-脱附和透射电镜进行表征。结果表明添加PPG系列可以有
钨极氩弧焊(GTAW)因其独特的优势,如焊缝美观、焊接质量好、智能自动化程度高等,使其广泛应用在各制造领域上。在GTAW的焊接过程中,电弧、熔池的行为特征影响着焊接质量,因此
为了加强太湖流域的水污染治理工作和压减太湖流域排污总量,为太湖流域城镇污水处理厂的“提标升级”工程,提供理论和技术支持。论文对新的污水处理工艺-厌氧-缺氧-硝化(Anaero