Se（IV）在改性水滑石和膨润土的吸附行为

79Se是高放废物地质处置安全评价中的重点关注的核素之一,如何有效地阻滞其在处置库环境中的迁移扩散是目前研究的热点。将金属盐溶液和有机溶剂与水滑石和膨润土混合制备,分别得到2种无机改性水滑石和9种不同的有机和无机改性膨润土,通过批次实验研究这些改性材料对Se(IV)的吸附性能。结果表明无机改性的水滑石和膨润土对Se(IV)均有较好的吸附,吸附率超过57%。而有机改性的膨润土吸附效果很差,吸附率低于10%。采用SEM和XRD对这些改性材料进行表征,结果表明：无机改性后的膨润土的比表面积和层间距均增大,有利于对Se(IV)的吸附。     

无机—有机膨润土对活性艳红染料废水的处理

对天然膨润土进行有机、无机以及无机—有机改性。结果表明无机—有机改性土能将有机长链季铵盐很好的插入膨润土层间 ,大大增大了它的吸附能力。并研究了改性后的膨润土在吸附活性艳红 X-3 B染料废水中的应用 (与活性炭进行了比较 )。     

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。      

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.      

有机改性膨润土对海水中石油的吸附效果及其影响因素研究

研究了有机改性膨润土对海水中柴油的吸附作用及其影响因素。结果表明,有机改性膨润土可以较好地吸附海水中的油,在温度为25℃、盐度33‰、振荡频率150r/min、pH为8的环境下,除油率可以达97%以上。该过程的吸附等温线符合Freundlich方程。     

城市废弃物填埋场中有机膨润土的防渗研究

用十六烷基三甲基溴化铵 (HDTMA)为改性剂对膨润土进行改性。主要研究了改性剂最佳用量、pH值等因素的影响 ,以及有机膨润土作为高度反应性防渗层材料的有效性和可行性。实验结果表明 ,改性剂的最佳浓度为 5 % ;pH值和振荡时间对有机膨润土的吸附效果有重要影响 ;改性后有机膨润土平衡吸附容量约为未改性膨润土的 4倍 ;改性后有机膨润土吸附有机污染物的能力大大提高     

氧化铁改性沸石对Se(Ⅳ)的吸附性能及试验废物再利用研究

为解决天然沸石去除废水中Se（Ⅳ）能力低的问题,采用氯化铁对天然沸石进行改性,制备表面负载氧化铁的改性沸石,即氧化铁改性沸石,并将其应用于去除水体中Se（Ⅳ）.首先对比天然沸石和氧化铁改性沸石的结构特征,研究二者对Se（Ⅳ）溶液的吸附特性,并通过X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射图谱（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮气吸附孔径分布测试（BET）对二者进行表征;其次进行吸附试验,考虑接触时间、pH、吸附剂投加量、初始溶液反应浓度的影响,并通过天然沸石和氧化铁改性沸石的吸附动力学及吸附等温线对吸附的机理进行阐述.结果表明:①氧化铁改性沸石表面形成细碎的球状颗粒,分布在沸石的表面.②氧化铁改性沸石能够高效地吸附水体中的Se（Ⅳ）,且在pH为3时吸附效率最高,其对Se（Ⅳ）溶液的去除率最高达97.7%,其理论最大吸附量为46.901 mg/g.③氧化铁改性沸石对Se（Ⅳ）的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.④添加负载Se（Ⅳ）后的氧化铁改性沸石土壤均达到富硒土壤标准（>0.4 mg/kg）.研究显示,氧化铁改性沸石吸附Se（Ⅳ）的效果较好,显著优于天然沸石的吸附效果,且吸附Se（Ⅳ）废水后的废弃氧化铁改性沸石还可应用于土壤改良方向.      

CPAM二次改性有机膨润土的脱色性能研究

分别用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)改性钠基膨润土,并用CPAM二次改性CTMAB插层膨润土,分析了三种改性后的膨润土的结构并研究了对模拟印染废水的吸附脱色性能。结果表明,经过CPAM二次改性过的CTMAB插层膨润土的层间距d001大于CTMAB改性膨润土、CPAM改性膨润土和钠基膨润土,且二次改性膨润土的脱色效果最佳。用50mg二次改性膨润土处理200mL浓度为30mg/L的活性艳红模拟印染废水时脱色率就可达90%以上,且沉降速度快,表现出良好的吸附、脱色、絮凝沉降的协同效应。     

有机改性膨润土吸附锌离子的性能

研究了有机改性膨润土对锌离子的吸附性能。结果表明:有机改性膨润土对水中锌离子的吸附在60 min达到平衡;在50 mL1、0 mg/L的锌离子溶液中,当其用量为1.0 g时,有机改性膨润土对水中锌离子的吸附去除率达到92.8%;温度对水溶液中锌离子的去除有一定的影响,有机改性膨润土吸附水中锌离子的过程为放热反应。平衡吸附量与平衡质量浓度之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。     

有机改性膨润土治理压载水有害生物的初步研究

船舶压载水造成的有害生物外来入侵问题已经引起世界性关注,本研究以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性材料,通过膨润土颗粒的表面吸附及离子交换作用对膨润土进行了改性,并以常见于我国沿海的海洋生物种小球藻(Chlorella sp.)、新月菱形藻(Nitzchia closterium)为目标生物,研究了有机膨润土对压载水中有害生物的去除作用.实验结果表明膨润土与HDTMAB发生了有效结合,微观结构和形貌发生改变.当有机膨润土的用量为0.02 g/L时,在24 h内小球藻的去除率大于85%,新月菱形藻的去除率大于90%,而未经改性处理的原土在相同用量下没有表现出明显的去除作用,这表明膨润土通过有机改性除藻能力显著增强.同时对有机膨润土除藻机理进行分析,有机膨润土表面静电作用和季铵盐离子亲脂性长脂肪链的网捕作用及灭杀作用是有机改性膨润土去除微藻细胞的主要原因.     

改性膨润土对杭州西湖沉积物各形态磷的吸附性能

通过盐酸、碳酸钠、高温焙烧及复合改性等多种改性方法对膨润土进行改性,并借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪及X射线衍射仪等仪器对其进行表征,探讨最佳的改性方法.结果表明,10%碳酸钠+450℃高温焙烧复合改性膨润土(Modified bentonite,MB)为最佳改性用土.对比改性前后膨润土颗粒对沉积物各形态磷吸附性能,发现MB颗粒对沉积物磷吸附性能优于膨润土原土(raw bentonite,RB)颗粒.在最佳动态吸附条件下,RB对沉积物TP、OP、IP、Fe/Al-P和Ca-P的吸附率分别为32.5%、25.4%、52.6%、34.6%和12.4%;MB对沉积物TP、OP、IP、Fe/Al-P和Ca-P的吸附率分别为35.5%、29.1%、54.5%、44.6%和10.7%.静态吸附实验结果表明:RB颗粒和MB颗粒在静态吸附时间为28 d时,对沉积物TP的吸附量分别为828.2 mg·kg~(-1)和977.2 mg·kg~(-1),相应的吸附率分别为58.2%和68.6%.MB对沉积物磷的吸附性能较好,可进一步用于富营养化湖泊沉积物磷控制.     

有机膨润土层间硅氧烷表面对亲水性芳香胺的吸附

用3种吡啶阳离子(氯化吡啶、溴化丁基吡啶、溴化十四烷基吡啶)改性制备高、低电荷的有机膨润土,研究其吸附亲水性芳香胺(苯胺和N,N-二甲基苯胺)的性能,并通过有机碳含量分析、粉末X射线衍射、N2-BET等手段表征了有机膨润土的结构,试图揭示有机膨润土层间硅氧烷表面的暴露程度与吸附性能之间的关系.结果表明,通过减少层间电荷和用较小分子尺寸的吡啶阳离子改性,能在膨润土层间暴露较大面积的硅氧烷表面,从而增强对亲水性有机物的吸附.如在六种吡啶盐改性的有机膨润土中,用最小分子尺寸的吡啶阳离子(氯化吡啶)改性的低电荷膨润土(L-HP)具有较大的内比表面积(145 m2·g-1)和孔容(0.082 mL·g-1),显示出较强的吸附性能,对水中20 mg·L-1的N,N-二甲基苯胺和苯胺的去除效率分别为85.6%和52.8%.研究结果为进一步开发新型高效有机膨润土吸附材料提供理论依据.     

改性膨润土的制备及其对Cr~(6+)的吸附研究

探讨了膨润土提纯土、有机改性土及锰化改性土在静态吸附条件下吸附Cr6+的最佳条件。同时进行了等温吸附研究,结果表明Freundlich吸附等温线模式能很好地描述改性膨润土对Cr6+的吸附。最后进行了改性膨润土吸附Cr6+的动力学研究,发现改性膨润土对Cr6+具有良好的吸附性能,动力学数据满足准二级动力学方程。     

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。     

改性累托石对废液中Pb2+吸附研究

通过采用HCl、Na2CO3、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、十六烷基三甲基氯化铵(1631)等试剂对天然累托石进行改性研究,并将改性后的累托石用于吸附废液中过量Pb2+。实验结果表明单独采用无机改性的效果明显好于单独使用有机改性的效果。考虑到采用无机改性后的累托石在溶液中的沉降性很差,不利于沉淀分离,故而采取无机-有机相结合的方法改性累托石。此法对Pb2+的去除率基本达到100%,吸附容量可达到8.31mg/g,并且吸附后的混合液很容易实现两相分离,有利于提高吸附效果。     

改性膨润土对对硝基苯胺的吸附研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)制备改性膨润土,重点研究了改性剂的用量、改性时间、改性温度对改性膨润土吸附对硝基苯胺的的影响。同时对膨润土改性前后的吸附性能进行了比较,结果表明,改性膨润土对对硝基苯胺的吸附量明显增加,且吸附等温线符合Langmuir方程。     

植物多酚改性膨润土吸附重金属镉实验研究

对钙基膨润土、酸活化膨润土、自制单宁酸改性膨润土,通过表征测试研究了膨润土改性后的形态结构变化。结果表明:单宁酸改性膨润土较钙基膨润土结构未发生较大变化;并分别探讨了不同投加量、反应pH及不同初始浓度对单宁酸改性膨润土吸附镉的影响。实验表明:单宁酸改性膨润土对Cd2+的吸附性能优于钙基膨润土及酸活化膨润土,在材料用量越小及反应pH越低时,单宁酸对膨润土吸附Cd2+的促进作用越明显。单宁酸改性膨润土对Cd2+的吸附能用Langmuir吸附方程进行描述,其最大吸附量约为31.25mg/g,比钙基膨润土提高了20.6%。本研究将为非金属矿物在水体及土壤重金属污染修复方面的应用提供理论基础和科学依据。     

TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究

利用纳米TiO_2对膨润土进行复合改性,制备TiO_2/膨润土复合材料.采用电镜扫描、X-射线衍射表征改性前后膨润土的结构和形貌.通过室内模拟实验,以膨润土为对照,研究不同添加量、pH、吸附时间及初始Hg~(2+)浓度等条件下,TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附特性与性能,同时通过正交试验,探究TiO_2/膨润土复合材料吸附Hg~(2+)的最优条件.结果表明,改性后的膨润土颗粒明显变小,且颗粒疏松多空孔,层间距增大.相比于膨润土,TiO_2/膨润土复合材料吸附性能得到极大提高.TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率均随着添加量、pH、吸附时间的增大而增大,添加量为1.5 g·L~(-1)、pH为7.0、吸附时间为120 min时,吸附率达98.0%以上.但TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率随着初始Hg~(2+)浓度的增大而减小.通过4种动力学模型拟合发现,吸附过程符合假二级动力学方程,吸附以化学吸附为主.吸附等温线更符合Langmuir等温方程,属于典型的单分子层吸附,最大吸附量为20.66 mg·g-1.吸附Hg~(2+)的最优实验条件:添加量为2.0 g·L~(-1),pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度为45 mg·L~(-1),吸附时间为16 h,此时吸附率99.9%,平衡浓度为0.034 mg·L~(-1).     

新型高效改性材料在重金属废水处理中的应用

使用原始吸附材料,如微生物、有机或无机材料等吸附废水中的重金属时,通常呈现较低的吸附性能,其吸附量通常都低于30mg/g。因此,研究者更多地关注提高各种吸附材料的吸附能力。国内外一些研究者采用新型、高效的物理或化学改性技术对吸附材料进行表面改造,如将高聚物接枝融合到菌体表面、表面分子印迹吸附剂、固定化微生物、酸改性处理有机或无机材料等,与常规材料相比,改性后材料对重金属的最大吸附容量一般可提高到100mg/g以上。随着各种改性技术的不断成熟,利用改性材料吸附重金属废水将成为今后研究重金属废水处理的主流方向。