凹凸棒石复合分子筛净化气体的研究

利用天然凹凸棒石粘土进行深加工研制出凹凸棒石复合分子筛，并用于净化室内空气改善大气环境．主要讨论了凹凸棒石粘土的改性和热处理最佳条件，优选了复合分子筛的配方，研究了各种因素对ＮＨ３、ＳＯ２和ＮＯ２吸附的影响，分析了复合分子筛的吸附动力学．为凹凸棒石复合分子筛在净化气体方面的应用进行了基础性研究。     

凹凸棒石对十八胺吸附的实验研究

利用天然凹凸棒石对难降解的十八胺进行吸附研究,并对天然凹凸棒石粘土结构和性质进行分析表征,重点研究了固液比、时间、p H值和温度对十八胺在凹凸棒石上吸附的影响.结果表明,十八胺在凹凸棒石上的吸附受p H和温度的影响明显,并且符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温线,由Langmuir吸附等温线(293 K)得出的饱和吸附容量为143.92 mg·g-1.凹凸棒石作为天然粘土有望成为处理十八胺的理想吸附材料.     

凹凸棒石组配硫酸锌对土壤Cd的钝化效果及生态风险评价

为明确凹凸棒石组配硫酸锌作为修复材料在钝化土壤Cd以及促进玉米生长方面的应用潜力,以凹凸棒石为原料,通过液相浸渍制备凹凸棒石组配硫酸锌作为钝化剂开展钝化试验与盆栽试验,研究了凹凸棒石与硫酸锌配比分别为3∶1、5∶1、7∶1、9∶1、11∶1时对土壤Cd有效性、玉米生长状况及其对Cd富集能力的影响,并采用扫描电镜初步探讨钝化剂的表面特征. 结果表明:与对照相比,添加凹凸棒石组配硫酸锌钝化处理使Cd的DTPA(二乙基三胺五乙酸)有效态含量降低了5.22%~32.77%,TCLP(毒性浸出方法)有效态含量降低了12.43%~35.65%,Cd的钝化效率随硫酸锌添加量的增加而显著提高(P<0.05). 钝化处理可显著降低玉米植株中Cd的含量,其茎部Cd含量的最大降幅为60.06%,根部Cd含量的最大降幅为32.69%,Cd主要集中分布在根部;同时,钝化剂的加入缓解了Cd对玉米生长的胁迫,随硫酸锌用量的增加,玉米生物量显著提升. 研究显示,凹凸棒石组配硫酸锌可作为对Cd污染农田修复的钝化剂,在钝化剂同等剂量水平下,凹凸棒石与硫酸锌配比为3:1时,对土壤中Cd的钝化效果最佳.      

矿物改性污泥生物炭对土壤重金属浸出的影响

为研究凹凸棒石-污泥共热解生物炭对重金属污染土壤的淋溶性的影响，该文在350℃下将污泥、污泥和凹凸棒石混合热解制备2种生物炭，将2种不同生物炭施用于重金属污染土壤中进行钝化实验。钝化完成后土壤开展模拟酸雨土柱淋溶实验，研究重金属随着雨水淋溶的迁移规律，评价材料的钝化效果。结果表明：在淋溶过程中，重金属的累积淋失率呈现前期快速增长，后期持续缓慢增长的趋势，Cd、Zn、Cu、Cr、Ni 5种重金属的累计淋失率整体呈现对照>污泥生物炭>凹凸棒石-污泥共热解生物炭的趋势，共热解生物炭处理后，重金属的累积淋失率降低了11.13%～48.02%，各重金属的累积淋失率随时间的动力学方程拟合结果显示，Elovich修正方程与重金属的释放累积过程拟合相关性最好，R²为0.918～0.995，一级动力学方程的拟合相关性最差，说明重金属在土壤中的释放过程主要受到非均质表面的化学吸附影响，生物炭能够对土壤中的重金属起到较好的固定作用，从而降低重金属的淋失迁移性。凹凸棒石与污泥的共热解显示出了优于单一材料的重金属钝化效果。表明凹凸棒石-污泥共热解生物炭是一种潜在的土壤重金属钝化...     

凹凸棒石对水中Fe^2＋的吸附特性研究

通过静态试验,对凹凸棒石吸附去除水中Fe2＋的特性进行了研究,重点讨论了焙烧和酸化处理对吸附的影响。结果表明,凹凸棒石对水中Fe2＋吸附过程可以班厄姆公式进行拟合。Langmuir吸附等温式可以更好地描述Fe2＋在凹凸棒石上的吸附。当焙烧温度在200℃～400℃,焙烧处理对凹凸棒石吸附去除Fe2＋的影响不明显,当焙烧温度在500℃时,凹凸棒石对Fe2＋的吸附去除率显著降低,这是由凹凸棒石内部结构发生折叠收缩,导致孔道逐步塌陷所致。凹凸棒石对Fe2＋的吸附去除率随着酸化浓度的增加先减小而后增大,在HCl浓度为5 mol.L-1时达到最低。     

等离子体协同改性凹凸棒石催化脱除NOx的研究

采用等离子体协同改性凹凸棒石催化脱除NOx,研究了等离子体反应器输入电压和凹凸棒石煅烧温度对NO和NOx脱除率的影响规律.结果表明,当反应器输入电压30kV时,NO和NOx脱除率随等离子体输入电压增加而增大.凹凸棒石煅烧温度对催化活性也具有显著影响,当煅烧温度600℃时,部分凹凸棒石被烧结熔融, NO和NOx脱除率都不高;当煅烧温度为400~600℃时,凹凸棒石活性较高, NO和NOx脱除率可达最大值.本实验条件下最佳工艺参数为等离子体输入电压>30kV, 凹凸棒石煅烧温度为400~600℃,NOx最大脱除率可达89.6%.     

凹凸棒石纤维复合气凝胶吸附水体中TPH吸附特性

以水体中总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)为目标污染物,采用凹凸棒石复合二氧化硅气凝胶进行净化石油类污染水体研究,主要考察复合气凝胶使用量及环境要素对去除水体中TPH的影响。研究结果表明:凹凸棒石纤维复合气凝胶与污染水体的质量比为1:60,对TPH的去除率随温度的升高而降低,受pH变化影响较小;当NaCl浓度在0~100 g/L,MgCl2浓度在0~2.5 g/L时,复合气凝胶对水体中TPH的去除率几乎不受盐度的影响;Fe3+、Mn2+、NH4+、NO3-均能促进复合气凝胶对TPH的去除,但受其浓度变化影响较小,同时,凹凸棒石纤维复合气凝胶对上述离子也有微弱的去除作用。研究成果为凹凸棒石复合气凝胶在实际石油类污染水体中的应用提供了科学可靠的数据支撑。     

铀在凹凸棒石上的吸附特性与机制研究

采用静态实验方法研究了凹凸棒石对水溶液中铀的吸附特性,考察了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对吸附的影响,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征凹凸棒石的形貌和结构,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征凹凸棒石吸附铀前后结构的变化,探讨了凹凸棒石对铀的吸附动力学及吸附机制.结果表明,pH值对凹凸棒石吸附铀的影响显著,且在pH=5时吸附量最大.吸附量随着时间增大而增大,在2 h内可以达到平衡,吸附等温线方程符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程为准二级动力学模型.由FTIR分析可得,凹凸棒石吸附铀后,在高频区3 700～3 000 cm-1内吸光度减弱,可能是由于铀与凹凸棒石的R—OH发生配位作用形成了R—OUO2+或(R—O)2UO2等络合物;在中频区1 700～800 cm-1内吸光度减弱,可能是铀离子和镁离子产生离子交换作用.铀在凹凸棒石上的吸附机制主要表现为离子交换和配位作用.     

浸渍-煅烧法改性凹凸棒石对模拟废水中磷的吸附特性

为提升凹凸棒石对水溶液中磷的吸附性能,以凹凸棒石、氢氧化铝、熟石灰为原料,采用浸渍-煅烧法制备ATP-IA（改性凹凸棒石）.通过吸附磷试验,探讨ATP-IA吸附性能以及投加量对吸附效果的影响;利用SEM（扫描电镜）、XRD（X射线衍射光谱）、XRF（X射线荧光光谱）和FTIR（傅里叶转换红外光谱）对ATP-IA表征,并结合吸附动力学、热力学和等温吸附试验探讨ATP-IA吸附磷机制.结果表明,ATP-IA平衡吸附容量为26.34 mg/g（凹凸棒石的平衡吸附量为0.88 mg/g）,对磷的去除率可以达到99.36%;表征结果表明,改性可使部分凹凸棒石转变为钙沸石,改性能脱除凹凸棒石晶体内的结晶水,使凹凸棒石比表面积显著提升;动力学试验表明,ATP-IA吸附磷过程符合准二级动力学方程,说明ATP-IA吸附磷过程中反应控速步骤为化学反应;等温吸附试验结果符合Freundlich方程,表明吸附为多分子层不均匀吸附;热力学分析表明,ATP-IA吸附磷属于自发进行的吸热过程,且同时包含物理吸附和化学吸附.研究显示,浸渍-煅烧法改性会改变凹凸棒石部分理化性质,能显著提高凹凸棒石对磷的去除率及平衡吸附容量.      

改性凹凸棒石处理痕量硝基苯废水

研究了用聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）改性凹凸棒石对微污染水中痕量硝基苯的吸附性能、影响因素及其再生后吸附效果。结果表明：PDMDAAC改性凹凸棒石对微污染水中痕量苯酚具有较强的吸附能力,在pH＝8、硝基苯浓度为50μg／L、投加量为5g／L、吸附时间30min的条件下,吸附去除率达73％;改性后的凹凸棒石可用碱进行再生,再生后对硝基苯的吸附能力没有明显下降;改性凹凸棒石的等温静态吸附曲线呈线性关系。     

改性凹凸棒土覆盖抑制底泥磷释放的影响和效果

采用等温吸附实验和动力学实验,考察了改性凹土对磷酸盐的吸附特性.研究了无覆盖层、沙土覆盖和改性凹土覆盖对底泥总磷释放的抑制效果,并分析了不同覆盖层厚度、温度和粒径等因素对改性凹土抑制底泥总磷释放的影响.研究结果表明：Freundlich方程式能较好地描述改性凹土对磷酸盐的等温吸附行为,可决系数R2在0.98以上;改性凹...     

2,2′-二硝基联苄生产废水的处理研究

对十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒土、凹凸棒土负载TiO2采用XRD、FTIR以及TG等手段进行了分析和表征,对比了改性凹凸棒土、活性炭、大孔树脂等不同吸附剂和凹凸棒土负载TiO2对二硝基联苄生产废水的处理效果。结果表明:十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒土的废水中污染物的去除率比凹凸棒土提高了2.5倍;凹凸棒土负载TiO2在波长λ=254 nm下光照0.5 h,对废水中污染物的去除率是凹凸棒土的2.0倍;投加量为3%活性炭在pH为2.0⁵.0时,对该类废水中污染物的去除率可达80%以上。     

凹凸棒土的改性研究

通过比表面测定，扫描电镜，Ｘ射线能谱元素测定等，探讨了凹凸棒土的结构与改性机理。研究结果表明：高温焙烧法活化凹凸棒土比酸或盐改性处理效果好，用４２０℃焙烧２ｈ的凹凸棒土处理化废水，ＣＯＤ去除率可达７５％，脱色率达９７％。     

凹凸棒石吸附氧化催化剂对甲醛的脱除研究

以酸改性凹凸棒石为载体,采用浸渍法以不同金属氧化物做活性组分进行了脱除甲醛的活性组分筛选,通过正交实验优化制备氧化锰凹凸棒吸附氧化催化剂工艺条件.结果表明,负载9%(质量分数)的锰氧化物,300℃焙烧4h制备的粒度为40～60目的凹凸棒吸附氧化催化剂在初始浓度为9.5552mg·m-3的甲醛空气中,24h时对甲醛的吸附量可达到0.188mg·g-1,甲醛脱除率达到98.35%.傅立叶变换红外光谱(FTIR)及X射线衍射(XRD)测试表明,凹凸棒吸附氧化催化剂对空气中的甲醛在室温下起到了吸附与催化氧化的作用.     

有机改性凹凸棒石对养猪废水中有机物的吸附研究

研究表征了十二烷基二甲基甜菜碱和十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒石的结构,探讨了改性凹凸棒石对猪粪废水中的有机污染物的吸附性能及机理,并考察了改性剂修饰比例、废水p H、吸附剂的投加量对吸附过程的影响.结果表明,两种改性剂成功结合到了凹凸棒石表面,有机改性凹凸棒石的晶体结构未发生改变,但对有机污染物的吸附能力显著高于原土.两性和阳离子改性凹凸棒石吸附有机污染物的最佳参数为:修饰比例为100%,吸附剂浓度为16 g·L~(-1),p H=4(阳离子改性为6),对猪粪废水中COD的去除率分别达到88%和92%,吸附量分别达到79 mg·g~(-1)和82 mg·g~(-1).吸附过程均符合二级动力学模型(R20.998),两性和阳离子改性凹凸棒石对有机物的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温式.有机改性凹凸棒石的疏水性增强,提高了对有机污染物的吸附能力,其沉降性能良好,这使其作为一种吸附剂用于实际养猪废水的处理成为可能.     

改性凹凸棒土吸附处理PAM废水研究

以丙烯酰胺(PAM)为目标污染物,研究了改性凹凸棒土对PAM的吸附性能、吸附过程的影响因素以及吸附完成后的再生问题。研究表明,250mg/L的PAM溶液振荡吸附1h后,酸改性凹凸棒土的吸附效率高于提纯和热改性凹凸棒土,达90.08%。在250mg/L的PAM溶液投加酸改性凹凸棒土进行振荡吸附试验,吸附时间为45min,试验结果表明,酸改性凹凸棒土的最佳投加量为1g/L;吸附过程最佳pH范围是4～6;吸附过程为放热过程。以5%、10%和15%的氢氧化钠溶液作为脱附剂进行再生试验,随着氢氧化钠溶液浓度的提高,再生效率逐渐提高。但是,再生效率提高的幅度减小,浓度为10%和15%的氢氧化钠溶液的再生效率差别不大。以10%的氢氧化钠溶液作为脱附剂时,最经济的再生次数为5次。     

凹凸棒石及其改性材料对土壤镉生物有效性的影响与机制

采用室内盆栽实验和吸附平衡实验,研究了凹凸棒石及其改性材料对土壤镉移动性和生菜吸收镉的影响,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)探讨了其机制.结果表明,凹凸棒石及其改性材料均可显著降低生菜体内的Cd含量,改性材料作用优于未改性材料,分别使生菜地上部分Cd含量最大降低41.0%和56.5%.凹凸棒石及其改性材料在投加量为1%时均可显著降低土壤CaCl_2提取态Cd含量,最大降低幅度分别为34.2%和34.3%.凹凸棒石改性后对镉的饱和吸附容量明显提高.凹凸棒石主要是通过表面的硅羟基与Cd~(2+)发生配位反应形成络合物来固定土壤镉,而改性凹凸棒石材料能够通过其表面的硅羟基和羧基与Cd~(2+)发生配位反应形成络合物,从而降低Cd~(2+)在土壤中的移动性,进而达到钝化修复Cd污染土壤的效果.因此凹凸棒石及其改性材料均可被用于镉污染农田土壤修复,但机制不同.     

复合凹凸棒滤料生物滤池处理微污染原水研究

采用复合凹凸棒滤料部分替代石英砂滤料,利用复合凹凸棒滤料良好的吸附和生物挂膜性能对普通滤池进行生物强化。试验研究表明：在滤速6ndh时,复合凹凸棒生物过滤对COD№去除率为32．6％～42．1％,对NH2-N去除率为75．7％。87．8％．对NO2--N去除率为84．2％～92-4％。反冲洗对滤料表面附着的生物膜影响较小,在冲洗1—2h后能够恢复到冲洗前的水平。复合凹凸棒滤料生物滤池处理工艺不需增加新构筑物,适用于以微污染原水为水源的老水厂升级改造和新水厂建设．     

铁改性热处理凹凸棒颗粒对水体磷的去除效果

传统粉末态除磷材料颗粒过细,从而导致其难与水分离,这极大限制了其在实际工程中的应用。以热处理颗粒态凹凸棒黏土为载体（1~2 mm）,采用氯化铁（FeCl₃）活性负载的方法制备颗粒态吸附磷材料,并详细研究了吸附材料除磷的最佳改性条件、反应时间、影响因素及其效率。结果表明:2 mol/L氯化铁溶液改性的凹凸棒达到最佳改性条件,且磷的吸附能较好地被朗格缪尔方程模拟,其最大吸附量为4.27 mg/g,是原状黏土固磷容量的2倍左右。铁改性凹凸棒土除磷效率受pH值的影响较大,当水体pH值从4提高到11,去除率下降了10%左右。吸附动力学表明,铁改性凹凸棒土对磷的吸附符合拟二级动力学方程,24 h内可以去除84.46%的磷。0.2 mol/L的盐酸对铁改性凹凸棒的再生效果最优,再生后吸附剂对磷的吸附效率下降40%左右。以上研究结果表明,铁改性凹凸棒土可以作为低浓度水体磷去除材料,具有较大的应用前景。