黏土矿物材料在废水处理中的应用

综述了黏土矿物材料在废水处理中具有的明显优势，通过课题组10多年来对累托石和膨润土等黏土矿物材料的交换吸附过程进行的深入探索，阐述了天然黏土矿物材料和改性黏土矿物材料在废水处理中的应用，初步探讨了它们的吸附和催化机理，并展望了其应用前景。     

黏土矿物复合材料固化电解锰渣中Mn的研究

该文对黏土矿物基础材料进行改性,并优选黏土矿物改性材料与腐殖酸钠、酚醛树脂进行复合,制备出黏土矿物复合材料,探究不同黏土矿物材料对电解锰渣中Mn的固化效果以及它们在水相中的Mn²⁺吸附特性。在黏土矿物材料添加量为10%时,高岭土、蒙脱石和伊利石对锰渣中Mn的固化效率最高仅为24.5%;对黏土矿物基础材料进行亚硫酸钠或硝酸改性后,固化效率可提高到38.1%;将黏土矿物改性材料与腐殖酸钠、酚醛树脂复合制备的材料施加到电解锰渣后,Mn固化效率最高可达67.1%,相比黏土矿物改性材料的固化效率有明显的提升。吸附实验表明,相比Freundlich吸附模型,黏土矿物复合材料对Mn²⁺的吸附特征与Langmuir吸附模型的特征更加匹配,且Mn²⁺饱和吸附量达到14.458 mg/g,明显优于腐殖酸类材料。     

氚在黏土矿物等多孔介质中的滞留机制

通过电感耦合等离子体光谱(ICP)、热重(TG)等分析方法对黏土矿物的结构成分、加热特性等进行了检测;通过蒸馏冷凝等实验,实现了对吸附后黏土矿物的吸附水、层间水、结构水的分离,检测了氚在黏土矿物结构内外各类型水中的分布;通过红外吸收光谱(IR)等分析方法对氚在黏土矿物结构中的吸附位置及形态进行了检测研究;通过同位素效应...     

草酸促进双酚A在黏土矿物悬浮液中光降解研究

选择两种常见的天然黏土矿物高岭石和蒙脱石,研究了有机污染物双酚A(BPA)在其表面的吸附及草酸对黏土矿物悬浮液中BPA光降解的影响.结果表明,BPA在两种黏土矿物表面的吸附量较小,吸附符合Langmuir等温式.在250W金属卤化物灯(λ≥360nm)照射下,草酸可显著促进BPA在高岭石和蒙脱石悬浮液中的光降解,降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood方程. 降解速率受pH值的影响较大,pH=4.0时速度最快,光降解速率同时受草酸浓度的影响.最后,通过分析矿物中铁的化学环境及反应过程中铁浓度变化,分析了草酸促进BPA在黏土矿物悬浮液中光降解的可能机制.     

低浓度范围内聚丙烯酰胺在黏土矿物上的吸附特征

用酰胺基团溴化后碘化镉-淀粉显色分光光度法测定了在0～50mg/L低浓度范围内聚丙烯酰胺(PAM)在高岭土和蒙脱土上的吸附等温线,并考察了电解质浓度和类型对吸附的影响.结果表明,PAM在黏土矿物上有很强的吸附亲合力,吸附等温线为Langmuir型.电解质能大大增强PAM在黏土矿物上的吸附,其中二价离子比一价阳离子更有效.电解质浓度较低时,PAM分子主要以链序态吸附,电解质浓度较高时以链环态、链端态吸附的数量逐渐增多.PAM的吸附只限制在层状黏土矿物的外表面上.在Na⁺介质中,PAM在两种黏土矿物上的吸附量差别不大;而在Ca²⁺介质中,蒙脱土悬浮颗粒产生分裂,为PAM的吸附提供新的外表面积,PAM的吸附量大大高于在高岭土上的吸附量,前者约是后者的2～3倍.     

天然矿物材料处理重金属废水研究进展

本文着重阐述不同的天然矿物材料在处理含重金属废水中的应用,并对矿物材料在含重金属废水处理中存在的问题和应用前景进行了分析与展望。     

Cr(Ⅵ)对两种黏土矿物在单一及复合溶液中Cu(Ⅱ)吸附的影响

采用批量吸附实验研究了高岭石和蒙脱石两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附,利用各种吸附模型分析了两种黏土矿物对单一Cu(Ⅱ)溶液及Cu(Ⅱ)-Cr(Ⅵ)复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附机制,同时探讨了pH对两种黏土矿物Cu(Ⅱ)吸附的影响,旨在搞清土壤中重金属的环境化学行为并为土壤中重金属复合污染的修复提供依据.结果表明,高岭石和蒙脱石对单一及复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附是一个先快后慢的过程,120 min基本达到吸附平衡;二级动力学方程为描述两种黏土矿物Cu(Ⅱ)吸附的最佳动力学模型(R2>0.983),其次是内表面扩散模型和一级动力学模型.内表面扩散模型和Boyd模型拟合结果均说明发生在矿物边缘和表面的膜扩散作用是影响吸附的限速步骤.高岭石对Cu(Ⅱ)的吸附符合Freundlich方程(R2>0.971),说明高岭石表面有多种能量不一致的吸附位点,即为不均匀表面;而蒙脱石对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir方程(R2>0.983),说明其为单层分子吸附,即化学吸附.两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附均随pH的升高呈先升高后下降的趋势,在pH=5.0时达到最大吸附量;且以Q蒙脱石>Q高岭石,Q单一Cu>Q Cu-Cr复合.Cr(Ⅵ)存在会降低Cu(Ⅱ)的吸附,以pH=6.0时Cr(Ⅵ)对Cu(Ⅱ)的吸附影响最小.     

不同载体的除砷吸附剂研究进展

在众多除砷方法中,吸附法以方便、安全、不产生二次污染、不添加大量化学试剂被广泛应用,因此制备价格低廉,吸附再生效果好,能应用于实际含砷废水处理的吸附材料尤为重要。一般的纳米金属材料极易溶于水,不易于二次分离和重复再利用,因此通过负载合适的载体来改善此问题。本文主要对矿物,树脂,碳质类,及其他吸附材料的研究进展进行综合概述,为除砷吸附剂的实际应用打下基础。     

粘土矿物在废水处理中的应用

粘土矿物由于其良好的吸附性能已在废水处理中得到广泛应用,尤其是改性后的粘土矿物吸附效果更为显著.本文介绍了高岭石、蒙脱石、伊利石几种典型粘土矿物的矿物学特性、矿物改性及其在水处理中的应用现状,并阐述了其吸附机理.     

几种吸附材料在含油废水处理中的应用

含油废水的来源广泛、成分复杂且对环境危害严重,吸附法是处理含油废水常用的方法,吸附剂性能的优劣对处理含油废水有至关重要的影响。介绍几种典型的吸附材料包括活性炭、高吸油树脂、粉煤灰和膨润土;活性炭是处理含油废水最常用的吸附材料,高吸油树脂则是新型的有机吸附剂,粉煤灰来源广且价格低廉,膨润土资源丰富;几种吸附材料各有优点缺点,其特性、吸附机理、在含油废水处理中的应用也不尽相同,通过比较分析,提出了未来用于含油废水处理吸附材料的发展趋势。     

挥发性有机物(VOCs)吸附材料的研究进展

目前,我国面临严重的挥发性有机物（VOCs）污染问题。吸附法是研究与应用最为广泛的VOCs治理技术。主要介绍了吸附净化VOCs原理和几种常见的VOCs吸附材料,包括活性炭、新型多孔炭材料、沸石分子筛、黏土基吸附剂、金属有机框架和介孔硅。详述了各吸附材料的VOCs吸附能力和优缺点,判断了其应用价值,并指出了为提升大规模工业化应用潜力,后续研发的VOCs吸附材料应满足高吸附量、高疏水性、高热稳定性和再生能力强4个特征。     

海泡石在重金属废水处理中的应用

海泡石是目前比表面积最大的无机矿物材料,具有良好的吸附性。在分析了海泡石结构及改性的基础上,综述了海泡石在重金属废水处理中的应用,指出了应用中的问题并对应用前景进行展望。     

膨润土类矿物脱汞吸附材料的制备及应用研究

文章综述了近年来国内外文献中膨润土类矿物脱汞吸附材料的制备方法,分析了不同材料的脱汞机理和脱汞效果,并提出了膨润土类矿物脱汞吸附技术在汞污染控制中的应用前景,以期为烟气中单质汞、水体中二价汞的污染控制提供新的思路和方法。     

垃圾填埋场衬垫对Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)吸附的动力学研究

通过静态平衡吸附试验对垃圾填埋场衬垫土壤材料对Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的吸附进行了观察.在试验中考察了溶液的初始浓度、pH值和溶液的温度对吸附的影响,通过动力学实验确定了动力学参数,并探讨了天然黏土材料对重金属Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的吸附机理.结果显示,黏土对重金属的吸附过程可以通过伪二阶动力模式来描述.根据对lnk2与1/T线形图斜率的计算,可以确定Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的活化能(Ea)分别为22.7 kJ·mol1-和26.88 kJ·mol-1.活化能的计算结果说明,温度的升高能促进黏土材料对Cr(Ⅵ)和zn(Ⅱ)的吸附,同时也表明吸附很可能是一个化学吸附.热力学参数(△H0,△S0,△G0)值可以通过图1gKD与1/T的斜率与截距来计算.热力学参数值的结果表明,天然黏土材料对Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的吸附是吸热反应.     

黏土吸附-絮凝沉淀去除水中亚甲基蓝和罗丹明B

研究了黏土吸附-絮凝沉淀联用方法对水中亚甲基蓝和罗丹明B的去除效果。探讨了黏土矿物与絮凝剂类型、作用时间、黏土矿物投加量和染料初始浓度对处理效果的影响。结果表明结合累托石对2种染料良好的吸附效果和聚合氯化铝(PAC)/聚丙烯酰胺(PAM)的絮凝沉淀作用,该联用方法可以简单、快速、高效地去除2种染料。亚甲基蓝和罗丹明B的初始浓度为10 mg/L,吸附时间6min,累托石1 g/L,PAC 200 mg/L,PAM 20 mg/L条件下,亚甲基蓝和罗丹明B的去除率分别达到99.2%和96.9%。     

氯化铁对老化黏土矿物中Pb(Ⅱ)解吸效果的研究

为提高淋洗技术在高黏性土壤中的适用性,选取代表黏性土壤细粒径组分的4种黏土矿物,通过180 d的铅(Pb)污染老化,采用振荡淋洗试验研究了氯化铁对4种老化污染后黏土矿物中Pb(Ⅱ)的解吸效果,探讨了氯化铁浓度、液固比和淋洗时间等因素对老化黏土矿物中Pb(Ⅱ)解吸效果的影响,并结合动力学拟合对Pb(Ⅱ)解吸过程进行了分析,利用三步提取法识别了氯化铁解吸前后老化黏土矿物中Pb(Ⅱ)的赋存形态变化。结果表明:随着氯化铁浓度的升高和液固比的增大,4种老化黏土矿物中Pb(Ⅱ)的解吸率会逐渐增加并趋于稳定;当氯化铁浓度为20 mmol/L、液固比为50 mL/g时,蒙脱石、伊利石、绿泥石和蛭石中Pb(Ⅱ)的解吸率分别为66.9%、79.7%、73.7%和63.5%;准一级动力学方程对蒙脱石的解吸过程拟合度较高,Elovich模型方程能更好地描述伊利石和蛭石的解吸过程;而绿泥石的pH值缓冲能力强,使得其解吸的Pb(Ⅱ)会因pH值的上升而发生重吸附和共沉淀现象;形态分析显示,4种老化黏土矿物中层间吸附态Pb(Ⅱ)的占比最高,而氯化铁能够有效地解吸层间吸附态Pb(Ⅱ),在氯化铁浓度为20 mmol/L、液固比为50 mL/g的条件下,蒙脱石、伊利石、绿泥石和蛭石中层间吸附态Pb(Ⅱ)的解吸率分别为60.1%、91.2%、87.1%、56.48%。该研究结果可为南方地区高黏性土壤中重金属污染的修复提供技术参考。     

黏土陶瓷粒为基质的人工湿地去除典型污染物机制

为评估黏土陶瓷粒作为湿地基质的应用价值,该文选择黏土陶瓷粒与沸石、陶粒进行比较试验,并通过X射线衍射和扫描电镜研究其矿物组成与表面形貌。结果表明：(1)静态试验显示黏土陶瓷粒对总磷(TP)的理论吸附量达到988 mg/kg,解析率仅为1.29%。(2)进一步的垂直流动态试验结果显示,黏土陶瓷粒通过自身的静电吸附,同时,结合其金属矿物成分的表面沉淀作用,能高效去除以可溶性反应磷(SRP)及颗粒磷(PP)为主的磷素,其中PP的去除量占TP去除量的47.09%,PP累计单位去除量要高于SRP去除量58.85%,但其受表面电位的抑制影响,使得对NH₄⁺-N为主的阳离子污染物去除率仅为20%左右。(3)陶粒因其自身良好的矿物组成与表面形貌,对于不同污染物均有较强的物理吸附和化学结合能力;沸石依靠自身的静电吸附与离子交换也表现出良好的污染物去除性能,但容易受到共存离子的冲击影响,造成去除效果的不稳定。(4)三维荧光结果表明,黏土陶瓷粒能够显著改善进水中以芳香类蛋白为主的溶解性有机质(DOM)组成。研究结果显示,3种基质在不同进水负荷下的吸附表现差异性较大...     

煤粉灰在废水处理中的应用实验研究

煤粉灰属于高温燃烧后产物,比表面积大,多孔结构,拥有某种吸附功能,可以充当相应的水处理材料,将其应用到废水处理中满足新时期的绿色环保发展要求,能够提升废水处理效果.文章先分析了煤粉灰在废水处理中的操作原理、处理废水中的具体应用策略,随后进行了煤粉灰在处理陶化废水、造纸废水的应用实验研究.最后分析改性煤粉灰应用措施,希望...     

粉煤灰改性及其在废水处理中的应用现状研究

粉煤灰是煤高温燃烧后的产物,在形成过程中形成了一定的多孔结构和较大的比表面积,具有一定的吸附能力,可以作为水处理材料。但由于原性粉煤灰吸附性能有限,对水中污染物的去除率较低,不能满足水处理的实际要求。因此,研究热点集中在对粉煤灰进行改性处理,增加粉煤灰中的活性组分,增大粉煤灰的比表面积,提高其性能,从而增强其对废水处理的效果。粉煤灰在废水处理领域的应用,增加了粉煤灰的综合利用途径,同时以废治废,符合节能环保政策。笔者对粉煤灰的改性方法及其在废水处理中的应用现状进行了总结,以期对粉煤灰的在废水处理中的综合利用提供参考。     

含铬废水吸附材料改性技术探讨

吸附法在含铬废水处理方面占据重要地位,其关键在于吸附材料的性能。天然吸附材料种类繁多,但大多数材料吸附能力弱、容量小、速度慢,需要进行改性处理。为了增加对改性技术的认识,对铬吸附材料的改性技术进行了系统分析和比较,明确了热改性、无机改性、有机改性和负载改性技术的研究进展与应用状况。