改性膨润土作为防渗层材料的性能研究及影响因素分析

以十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为改性剂,对天然膨润土进行了有机改性.研究了改性后的有机膨润土防渗层去除污染物和控制渗滤液渗透的有效性及可行性,以及有机膨润土的吸附规律和影响因素.结果表明:改性后有机膨润土的吸附能力和容量均得到了提高,渗透系数在一定时间后可达到1×10-7cm/s以下,对苯酚有极强的衰减能力,对Fe3+的去除率也达到了98%.有机膨润土可显著延缓苯酚穿透防渗材料的速度,与未改性的天然膨润土相比,苯酚穿透防渗材料的时间推迟了近25倍,因此,改性后的有机膨润土可作为防渗材料.pH,改性剂的浓度和吸附时间等对防渗层污染物的去除有重要影响.      

铝钛柱撑系列改性膨润土处理含铬废水的应用研究

以钠基膨润土为原料,制备了铝钛无机柱撑、铝钛有机柱撑系列改性膨润土,比较了膨润土原土及铝钛无机有机柱撑改性膨润土处理含铬废水的性能,探讨了改性膨润土用量、pH值、搅拌时间等因素对膨润土吸附Cr(Ⅵ)实验的影响。结果表明:有机柱撑改性膨润土、无机柱撑改性膨润土对废水的处理效果明显好于原土;膨润土用量、废水的pH对Cr(Ⅵ)的吸附效率影响很大;在无机柱撑改性中,当pH为4,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到66 5%;在有机柱撑改性中,当pH为5,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到94 6%;铝钛无机、有机柱撑改性膨润土对铬离子水样处理的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量和Langmuir常数分别为9 823,8 790mg g和4 5167,4 327。      

有机改性膨润土吸附水中有机污染物的性能研究

以浙江临安钙基膨润土为原料,以溴化十六烷基三甲胺为改性剂,研究了改性剂用量以及钠化、热活化和酸活化对有机膨润土吸附苯酚、苯胺、苯、甲苯、二甲苯的影响.试验结果表明,改性剂用量增加,有机膨润土的层间距d001也增大,对有机物的吸附能力增大.在改性剂用量相同时,钠化土的吸附效果明显优于直接改性的有机膨润土.     

改性膨润土对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

研究比较了膨润土与改性膨润土作为吸附剂对Cd2 + 的吸附性能。探讨了膨润土的用量、pH值等因素对膨润土吸附Cd2 + 的影响。改性膨润土对Cd2 + 的吸附能力明显增强 ;膨润土的用量、pH值对Cd2 + 的吸附效率影响较大。当pH =8～ 9时 ,改性膨润土用量为 4g L ,对初始浓度为 4 0mg L的Cd2 + 的去除率达 96 %。膨润土原土、改性膨润土对Cd2 + 的吸附等温线均符合Freundlich方程。     

有机膨润土吸附苯酚的性能及其在水处理中的应用初探

分别用氯化十六烷基吡啶（CPC）和溴化十六烷基三甲铵（CTMAB）改性膨润土,试验了制备有机膨润土的适宜条件及其对吸附苯酚性能的影响。上述两种有机膨润土吸附水中苯酚很快能达到平衡。pH值为3─9时,有机膨润土处理苯酚的效果基本一致;pH>11时,有较高的去除率。CPC－膨润土或CTMAB－膨润土对苯酚的饱和吸附容量分别为103.5mg/g和75.0mg/g。有机膨润土处理苯酚的效果比原土提高8倍以上。     

阳离子聚丙烯酰胺改性膨润土对靛蓝的吸附性能

采用CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)改性膨润土作为吸附材料,对靛蓝进行吸附研究,考察膨润土投加量、溶液的pH、反应温度、吸附时间及溶液初始ρ(靛蓝)对吸附效果的影响,并对膨润土的性能进行了表征. 结果表明,CPAM改性膨润土对靛蓝的去除率随着投加量的增加迅速增加,最佳投加量为3g/L,达到吸附平衡所需时间为40min. 当溶液pH为4.0~10.0时,CPAM改性膨润土均能保持较大吸附量,并且pH的变化对吸附量影响较小;当溶液pH大于10.0时,吸附量明显降低. CPAM改性膨润土对靛蓝的吸附动力学符合拟一级动力学方程,热力学符合Langmuir和Freundlich方程,回归系数均达0.99以上;pH为6.0时,最大吸附量为5287.0mg/g,是未改性膨润土吸附量的21.4倍,吸附性能比未改性膨润土有显著提高. 通过比表面积的测定及红外光谱和透射电子显微镜分析发现,CPAM与钠基膨润土土层中的阳离子发生离子交换反应,CPAM改性膨润土疏水性增强,层间结构发生变化,同时外比表面积增大,对有机染料的吸附作用增加,说明改性后的膨润土在结构和性能上明显优于未改性膨润土.      

改性膨润土预处理垃圾渗滤液试验研究

以溴化十六烷基三甲基胺为改性剂制备了有机改性膨润土,并对其进行了性能表征。将其应用于COD高达20000～37000mg/L的垃圾渗滤液的预处理,以垃圾渗滤液的COD去除率为考察指标,对原土和有机改性土的处理效果进行了对比,确定了改性膨润土最佳用量以及最佳反应条件。研究结果表明,有机改性膨润土处理效果明显优于原土。在改性土用量为30g/L,pH值为5左右,搅拌时间为40min,静置时间为30min时,能够使垃圾渗滤液的COD去除率达到67%以上,减轻了下一步生物处理的负荷。     

壳聚糖/CTAB复合改性膨润土对活性红X-3B的吸附

以壳聚糖和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,制备了复合改性膨润土,并利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射(XRD)对其进行表征,研究了该改性膨润土对活性红X-3B的吸附效果.结果表明:壳聚糖能插入CTAB改性膨润土层间;当复合改性膨润土投加量为5 g·L~(-1),pH为3时,其对活性红X-3B的去除率可达99.15%;吸附过程符合拟二级动力学方程;吸附行为适于用Langmuir吸附等温方程描述.由吸附热力学方程计算得到,吸附焓变ΔH0,吸附自由能变ΔG0,吸附熵变ΔS0,表明吸附为放热和熵减少的自发过程.复合改性膨润土稳定性受搅拌时间和温度的影响不明显,pH较低(pH3)时稳定性会降低.通过Zeta电位分析认为,静电作用为吸附的主要机理.经过6次吸附/再生后,改性膨润土对活性红X-3B的去除率仍在60%以上,表明复合改性膨润土具有较好的重复利用性.研究表明,该复合改性膨润土是一种对水体中活性红X-3B具有良好吸附能力的吸附剂.     

改性膨润土处理造纸废水的研究

以钠基膨润土为原料,合成了镍锫—无机柱撑、镍锆—有机柱撑系列改性膨润土,比较了不同改性膨润土对造纸废水的处理效果,并确定了各改性膨润土处理废水的投加量、pH值、搅拌时间等最佳条件。结果表明;有机柱撑膨润土对造纸废水的处理效果最好,当搅拌时间为20min,pH值为12,改性土用量为0.8g/L时,其COD的去除率可达77.8％,同时其色度、浊度去除率分别为94％和97.4％。     

CTMAB有机膨润土对水中磷酸盐的吸附去除作用

研究了天然膨润土、钠化膨润土和CTMAB（十六烷基三甲基溴化铵）有机改性膨润土对水中磷酸盐的吸附去除作用,考察了膨润土用量、振荡时间、溶液pH对磷酸盐吸附的影响,并绘制了吸附等温线。结果表明：CTMAB有机膨润土的吸附能力远大于原土,当pH值在酸性范围内时,磷酸盐的去除效率较高,吸附是一个快速的过程,可在60min内达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程。膨润土储量丰富、价廉易得,其改性产物可以成为处理磷酸盐污染,降低水体富营养化污染的高效吸附剂。     

改性粘土防渗层性能研究及影响因素分析

以十六烷基三甲基溴化铵 (HDTMA)、聚铝阳离子为改性剂 ,对天然粘土分别进行有机、无机和有机 无机混合改性 ,对改性土防渗层去除污染物和控制渗滤液渗透的有效性和可行性进行研究 ,分析影响改性防渗层性能的各种因素。实验结果表明 ,各种改性土的吸附能力和容量均得到了提高 ,渗透系数在经过一定时间后可达到 1× 10 - 7cm s以下。因此 ,改性土作为防渗材料是可行的。pH、改性剂的浓度、Al 土比等对防渗层污染物的去除有重要影响。     

阴-阳离子有机膨润土吸附水中苯胺、苯酚的性能

首次用阴、阳离子表面活性剂改性膨润土 ,制得一系列阴 -阳离子有机膨润土 ,表征了有机膨润土的结构特征 ;研究了阴 -阳离子有机膨润土吸附水中苯酚、苯胺等有机物的性能及影响因素 ,并初步探讨了其吸附机理 .结果表明 ,阴 -阳离子有机膨润土的层间距和有机碳含量与改性时阴、阳离子表面活性剂的组成和配比有关 ;阴 -阳离子表面活性剂在有机膨润土中形成了增溶 (分配 )作用较强的有机相 ,从而对水中的有机污染物产生协同去除效应 .     

微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化吸附染料的效率与机理

提出了利用微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化技术吸附处理染料的方法.探讨了微波增强一体化技术吸附处理中性红的适宜条件、饱和吸附量、吸附反应动力学和作用机理.结果表明,影响吸附处理效果因素的主次顺序为表面活性剂用量、土量和处理时间,微波增强一体化吸附处理中性红的适宜条件为土/水=1/1 000(质量比),CPC浓度120 mg/L(相当于原土的阳离子交换容量28%),微波处理时间60s.与传统的有机膨润土吸附处理方法相比,微波增强一体化技术处理较高浓度染料废水的效果较好,饱和吸附量提高,表面活性剂用量大幅减少,吸附处理染料的速度大幅增加.     

微波作用下表面活性剂在膨润土上的吸附行为特征

探讨了微波辐照时间、CPC浓度对微波合成有机膨润土的层间距、有机碳含量的影响,以及CPC在有机膨润土合成过程中的吸附动力学与热力学.结果表明,微波辐照90～120 s时,CPC在膨润土的饱和吸附量与常规合成的相当,达0 .001?63 mol·g^-1,当微波辐照2 min时,CPC浓度为1 .20 mmol·L^-1时,合成的有机膨润土的层间距达到最佳的2 .44 nm,有机碳含量达23 .45%; AFM分析表明微波不会破坏膨润土的层状结构;微波对CPC在膨润土上的吸附有较大的影响,可提高吸附反应速度常数107 .6倍,并降低体系的自由能.     

羟基铁柱撑膨润土处理含磷废水的研究

以羟基铁为柱化剂对天然膨润土进行柱撑改性制备了羟基铁柱撑膨润土,研究了其对废水中磷的吸附性能和影响因素。结果表明:羟基铁能够进入到膨润土的层间,使其层间距增大,表面积增加;羟基铁柱撑膨润土对废水中的磷有很好的去除效果,在常温下,当改性膨润土投加量为4 mg/L,溶液pH值为5,反应时间为60 min,处理质量浓度为20 mg/L的含磷废水时,磷的去除率达到93.9%。平衡吸附量与平衡质量浓度之间的关系更好地符合Langmuir等温吸附方程所描述的规律。     

Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons and phenols from coking wastewater by simultaneously synthesized organobentonite in a one-step process

The optimal condition for a one-step process removing organic compounds from coking wastewater by simultaneously synthesized organobentonite as a pretreatment was investigated. Results showed that sorption of organic compounds by organobentonite was positively correlated to the cation surfactant exchange on the bentonite and the octanol-water partition coefficient (K_ow) of the solutes. With 0.75 g/L bentonite and 180 mg/L (60% of bentonite cation exchange capacity) cetyltrimethylammonium bromide, the removal efficiencies of the 16 polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) specified by the US Environmental Protection Agency in coking wastewater except naphthalene were more than 90%, and that of benzo(a)pyrene was 99.5%. At the same time, the removal efficiencies of COD_Cr, NH₃-N, volatile phenols, colour and turbidity were 28.6%, 13.2%, 8.9%, 55% and 84.3%, respectively, and the ratio of BOD₅/COD_Cr increased from 0.31 to 0.41. These results indicated that the one-step process had high removal efficiency for toxic and refractory hydrophobic organic compounds, and could improve the biodegradability of the coking wastewater. Therefore it could be a promising technology for the pretreatment of toxic and refractory organic wastewater.     

苯蒸气在有机膨润土上的吸附行为研究

探讨了苯蒸气在膨润土原土、单阳离子有机膨润土及阴－阳离子有机膨润土上的吸附性能、机理及影响因素。结果表明，有机膨润土对苯蒸气有良好的吸附性能，两种阴－阳离子有机膨润土对气态苯的吸附能力大于单阳离子有机膨润土，表现出较强的协同吸附作用；有机膨润土对气态苯的吸附作用主要由分配作用所致，等温吸附线呈线性，吸附系数（Kd)与有机膨润土的有机碳含量（foc）成正相关，与温度及比表面积成负相关，吸附速率（r)与有机碳含量成正相关。有机膨润土具有较大的开发、应用潜力。     

腐殖酸以及共存阳离子对膨润土吸附废水中铅离子的影响

研究了钠基膨润土的理化性质及其对水中铅离子的吸附作用,考查了pH值、共存阳离子浓度、腐殖酸浓度对铅离子吸附的影响,结果表明,钠基膨润土对水中铅离子有较好的吸附效果.铅离子在膨润土上的吸附量随pH值的升高而增加,随共存阳离子浓度的升高而减少,随腐殖酸浓度的升高而增加.从热力学角度探讨了吸附机理,发现钠基膨润土对铅离子的吸附量随温度升高而增大,并且吸附等温线符合Freundlich模型.计算了相关的吸附热力学函数:△H=0.9594kJ/mol, △S=16.611 3kJ/(mol·K).