论文部分内容阅读
本文采用蒙脱土作为载体,以溴化十六烷基三甲基铵（HTAB）和乙二胺四乙酸（EDTA）、糊精（DXN）进行复合改性,得到两种复合改性蒙脱土HTAB-EDTA-MMT和HTAB-DXN-MMT,以去除率为主要评价指标,研究其对水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能。通过X射线衍射仪（XRD）、傅立叶红外光谱仪（FI-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、Zeta电位（Zeta potential）、比表面积及孔隙度分析仪（BET）等对复合改性蒙脱土进行表征,结合表征分析不同制备条件下吸附剂的结构变化对吸附效果的影响,确定最佳制备条件。对吸附性能最优的复合改性蒙脱土的吸附工艺条件、再生利用以及共存离子的影响进行了研究,并对其吸附等温方程和吸附动力学模型进行了探讨。主要研究结论如下:制备复合改性蒙脱土HTAB-EDTA-MMT,结果表明:先加入HTAB至蒙脱土悬浮液,再加入EDTA;m HTAB/m EDTA为1:1;固液比为2%时,制备的复合改性蒙脱土H/EM-2%、HTAB单一改性蒙脱土HM和原蒙脱土MMT三者去除率大小为H/EM-2%（88.16%）>HM（51.58%）>MMT（27.45%）。结合表征结果得出结论:复合改性蒙脱土H/EM-2%的层间距为2.11nm,均大于单一改性蒙脱土（1.59nm）和原蒙脱土（1.25nm）的层间距,说明改性剂进入到蒙脱土中,使得蒙脱土被柱撑开。H/EM-2%在酸性和弱碱性条件下表面均带正电荷,有利于对水中Cr（Ⅵ）的吸附。改性后的蒙脱土的比表面积减小,可能是因为改性剂的进入堵塞蒙脱土的孔道,但其结构并没有发生改变。为进一步提高对水溶液中C r（Ⅵ）的去除率,制备了复合改性蒙脱土HTAB-DXN-MMT。结果表明:HTAB和DXN同时加入蒙脱土悬浮液中;m HTAB/m DXN为3:2;固液比为2%时,所制备复合改性蒙脱土HDM-2%的去除率最高为96.66%,比H/EM-2%的去除率高。结合表征结果得出结论:HTAB和DXN改性剂的加入,使得HDM-2%的层间距增大为2.16nm。复合改性之后的蒙脱土表面在酸性和弱碱性条件下带正电,有利于对水溶液中Cr（Ⅵ）的去除。改性剂的加入堵塞了蒙脱土的孔道,使其比表面积减小,但并未改变原蒙脱土的结构。对复合改性蒙脱土HDM-2%的工艺条件进行了优化,确定最佳工艺条件为:含铬溶液的p H为4,加入量为0.2g,含铬溶液的初始浓度应小于60mg/L。研究了共存离子NO3-、Cl-、SO42-、Pb2+、Fe2+对吸附Cr（Ⅵ）的影响,相比较阴离子,阳离子对去除率的影响显着。用硫酸对吸附剂进行再生,可以循环再生4次。用Langmuir和Freundlich等温方程对HDM-2%的吸附过程进行拟合,得出其吸附过程符合Langmuir等温方程的拟合。动力学采用伪一级、伪二级动力学模型对吸附实验数据进行拟合,发现伪二级动力学模型可以更好地描述吸附过程。用颗粒内扩散模型拟合时,发现吸附过程主要分为两个阶段:快速吸附阶段和缓慢吸附阶段,并且吸附速率由外扩散和内扩散共同决定。