一种改性柱撑蒙脱石的制备及其对废水中SO2-4吸附效率研究

蒙脱石具有较大的比表面积和阳离子交换容量,吸附性能较好.但其不能有效地吸附疏水性物质,应用中常将一些聚合羟基金属阳离子引入到蒙脱石层间制成柱撑蒙脱石以提高其孔道特性和热稳定性.为了进一步提高其吸附效率,在柱撑蒙脱石中加入了物料A,高温焙烧,对其进行了一系列的改性,并确定了改性条件,制备了一种新型的SO2-4高效吸附剂,并应用于煤矿矿井废水的治理,改性后的吸附剂较柱撑蒙脱石对水中SO2-4的吸附率提高了54.6%.最佳焙烧温度为800℃,焙烧时间为4 h,焙烧的最佳物料配比为1:4.     

羟基Fe、Al柱撑蒙脱石对庆大霉素的吸附行为

以蒙脱石(Mont)为原料,在不同OH/Fe物质的量比(x)和Fe/Al物质的量比(y)柱撑条件下制备出系列羟基铁(xOH/Fe-Mont)、羟基铝(OH/Al-Mont)和羟基铁铝(yFe/Al-Mont)柱撑蒙脱石,采用XRD和FT-IR对柱撑蒙脱石进行表征,并研究了柱撑改性对蒙脱石对庆大霉素(Gen)吸附行为的影响.结果表明:柱撑蒙脱石对Gen吸附量显著提高,且Mont(42.83mg/g) << OH/Al-Mont(63.50mg/g) < 1.5OH/Fe-Mont(70.50mg/g) << 0.025Fe/Al-Mont(87.20mg/g),吸附Gen最佳pH值为9.等温吸附适于采用Freundlich方程拟合,吸附动力学符合伪二级动力学方程,吸附3h可超过平衡吸附量的80%.XRD分析表明,羟基铁和羟基铝主导柱撑(y≤0.5)蒙脱石层间距扩增是吸附量增加的主要原因,而yFe/Al-Mont中y≥1.0时,层间距并不是吸附量变化的的主导机制;FT-IR分析表明阳离子交换是Gen和铝离子进入蒙脱石的主导机制.     

铝改性粉煤灰漂珠材料吸附水中氟的性能研究

采用湿法+干法制备铝改性漂珠材料,借助静态吸附实验研究吸附剂用量、pH值、共存离子、反应时间和反应温度对去除水溶液中氟离子性能的影响,并对实验数据进行吸附等温线和动力学拟合。结果表明:铝改性漂珠材料吸附水中氟离子的最佳pH值为3;最佳吸附剂用量2.5 g/L;共存离子影响由强到弱的顺序为H2PO4-,SO42-和NO3-的混合物﹥H2PO4-﹥SO42-﹥NO3-;在温度298 K、吸附剂用量2.5 g/L、pH值为3和反应时间24 h的条件下,最大吸附容量约10.2 mg/g;吸附等温线符合Langmuir单层吸附模型;动力学过程符合准二级动力学模型。     

煤矿矿井水中SO4^2-的去除方法研究

制备了高效SO4^2-吸附剂,用其对某煤矿矿井水进行了试验,对影响吸附剂吸附效率的各因素进行了研究,结果表明：吸附剂用量1.0 g/L时,去除率达到最高,为93.5%。溶液在酸性范围内吸附剂对SO42-去除率明显大于碱性范围。随着SO4^2-浓度的增加,吸附剂的去除率逐渐降低。试验水温选择为25℃,最佳吸附时间为40 m in,最佳pH为7.0。     

净水污泥柠檬酸钠改性焙烧制备陶粒吸附剂及其对废水中氨氮吸附性能的研究

以净水污泥为原料,选用盐酸、氢氧化钾、柠檬酸钠为改性剂,通过研磨-改性-造粒-焙烧等工艺制备改性净水污泥陶粒吸附剂(以下简称改性陶粒吸附剂),测定其对水中氨氮的吸附量,筛选出最佳改性陶粒吸附剂和最佳改性陶粒吸附剂浓度,并在相同条件下制备原净水污泥陶粒吸附剂(简称原泥陶粒吸附剂)作为对比;采用XRD、BET、FTIR、SEM/EDX分析手段对改性陶粒吸附剂和原泥陶粒吸附剂两种吸附剂进行了表征,并通过静态吸附对比实验,探讨了两种吸附剂对废水中氨氮吸附效果的影响因素;对试验数据进行了吸附等温线和吸附动力学模型拟合研究,并探讨了饱和改性陶粒吸附剂对氨氮的解吸和重复再生效果。结果表明:(1)净水污泥的最佳改性条件为采用0.5 mol/L的柠檬酸钠搅拌混合并在65℃水浴温度下浸泡5 h;(2)改性陶粒吸附剂对氨氮的去除效果与原泥陶粒吸附剂相比有显著提高,当溶液最佳pH为7、饱和吸附时间为6 h、吸附剂投加量为20 g/L、氨氮初始浓度为50 mg/L时,改性陶粒吸附剂的最大吸附量为1.938 mg/g,为原泥陶粒吸附剂的2.46倍;(3)吸附等温线和吸附动力学的拟合结果表明,改性陶粒吸附剂和原泥陶粒吸附剂对氨氮的吸附过程均符合Langmuir模型和准二级动力学模型;(4)饱和改性陶粒吸附剂的最佳再生液为0.1 mol/L的NaOH溶液,经过5次解吸再生后,对氨氮的解吸率仅下降6.53%。     

季铵化改性稻草吸附去除水中SO42-的特性研究

采用NaOH、环氧氯丙烷和三甲胺改性稻草秸秆,制备出含季铵基的吸附剂,用以去除水中的硫酸根离子(SO2-4).通过SEM、元素分析、13C-NMR表征发现,稻草改性后表面纤维结构暴露,含氮量增加,引入了大量的季铵基,吸附潜力显著提高.吸附实验结果表明,改性稻草吸附去除SO42-平衡时间约20min,pH为3～8范围内吸附效果较好.采用Langmuir吸附模型可较好地描述改性稻草对SO2-4的吸附等温线,其最大单分子层吸附量Qmax为74.76mg·g-1,吸附能力远大于原稻草(11.68mg·g-1).     

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.     

累托石微孔材料净化酸性黑废水的实验研究

文章选用累托石微孔材料(提纯天然累托石,氯氧化锆为锆源柱撑改性的累托石)为吸附剂,研究了净化酸性黑废水的机理、条件及效果。结果表明柱撑累托石的脱色率明显高于提纯累托石,提纯累托石以离子交换吸附为主,伴随物理吸附,而锆基柱撑累托石是化学吸附和物理吸附,不存在阳离子交换。     

CTAC改性膨润土吸附去除水体中高氯酸盐的离子交换性能研究

选用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性膨润土以提高膨润土对ClO4-的吸附能力.试验结果表明,CTAC改性能显著提高膨润土对ClO4-的吸附能力,在0.1～l mmol·L-1的C1O4-溶液中,6h内能迅速达到吸附平衡.有机膨润土对ClO4-的吸附最符合Langmuir等温吸附模型,其吸附容量可达0.48 mmol·g-1.pH值在4～10范围内变化对ClO-的吸附几乎没有影响.高的分配系数(Kd＞1.5×103cm3·g-1)表明有机膨润土对ClO4-有很高的选择性,各阴离子的分配系数从小到大的顺序为HPO42-＜ SO42-＜ NO3-＜ ClO4-,这与阴离子的自由水合能大小相一致.1 mol·L-1 HCl溶液对吸附剂的再生效率在96％左右,可直接使用,不用再改性.     

锆柱撑煤系高岭土对氟离子的吸附研究

由于炼铝、磷肥、钢铁等工业持续发展,水体氟污染逐渐成为一个全球性环境问题。吸附法因具有成本低、易操作、效果好、吸附材料来源广泛等优点,是一种相对成熟的除氟方法。煤系高岭土具有特殊的层状结构,可以通过柱撑改性表现出良好的吸附性能,用于吸附去除氟离子。对经预处理的煤系高岭土进行锆柱撑改性,制得柱撑煤系高岭土复合物,同时采用傅里叶红外光谱和X射线衍射分析对其进行表征,以分析其改性原理。此外,为了研究该柱撑煤系高岭土复合物的除氟性能,文章考察了吸附剂投土比、反应pH、吸附时间、溶液初始浓度等对吸附效果的影响,并分析了吸附去除氟离子的机理。实验结果表明,锆进入了煤系高岭土的层间结构,使其层间距增大,形成了具有特殊官能团的锆柱撑高岭土复合物,利于吸附去除氟离子。在吸附剂投加量为10 g/L、反应pH=4、氟溶液初始浓度为50 mg/g、吸附时间为3 h、温度为25℃的条件下,柱撑煤系高岭土复合物对氟离子的去除率可达98.2%。该吸附剂对氟离子的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学可用准二级动力学模型描述,属于单分子化学吸附。     

Adsorption of Direct Green B on mixed hydroxy-Fe-Al pillared montmorillonite with large basal spacing

Through cation-exchanging of montmorillonite, mixed hydroxy Fe-Al-pillared montmorillonites with large basal spacing were synthesized. The application of these mixed hydroxy Fe-Al-pillared montmorillonites as adsorbents in the areas of environmental protection and pollution control was investigated. Adsorption of Direct Green B, an organic dye, on OH-Fe-, OH-Al-, OH-Fe-Al- pillared montmorillonites was studied. Results showed that these pillared montmorillonites had much better adsorption properties than traditional Na-organo-montmorillonite. It was also found that pH of the solutions had great effect on the performance of these hydroxy-metal pillared montmorillonites in treating the wastewater containing Direct Green B.     

交联膨润土在环境污染治理中的应用

对膨润土改性,按无机阳离子、有机阳离子交联,综述了近年来国内外的主要制备方法、表征结果、对有机污染物的吸附机理,及其在去除废水污染物中的应用研究。     

羟基铝蒙脱石去除染料弱酸性深蓝GR的研究

在[OH^-]/[A1³⁺]=2.4的反应条件下,利用A1³⁺与碱液反应制备出Keggin离子,并由此制备出羟基铝蒙脱石.XRD-衍射数据表明:羟基铝蒙脱石的层间距由原来的12.58A(d₀₀₁)增加到18.63A.研究了染料弱酸性深蓝GR在7种改性蒙脱石上的吸附.结果表明:酸性条件下,羟基铝蒙脱石处理有机污染物的去除率高,用0.0200g处理25ml弱酸性深蓝GR溶液,去除率可高达95%以上.由等温吸附线可知:弱酸性深蓝GR在不同改性蒙脱石上的吸附机理主要为表面吸附、离子交换和分配作用.     

Preparation and characterization of mixed hydroxy-Fe-Al pillared montmorillonite with large basal spacing

IntroductionMontmorilloniteisaclaymineralwithsubstantialisomorphicsubstitution .Mesoporouspillaredmontmorillonitecanbepreparedbyintroducinggallerytemplates ,suchasquaternaryammoniumcationandlongchainamine .Thusformedorgano montmorilloniteshaveimprovedcapa…     

水合氧化铈铝柱撑锂皂石对氟的吸附性能研究

以锂皂石为层间黏土原料,通过微波插层反应,制备了水合氧化铈铝柱撑锂皂石新型层柱材料,采用FTIR、XRD、SEM等分析手段对材料的结构进行了表征,并研究了该材料对氟的吸附性能.结果表明,水合氧化铈铝进入锂皂石层间,形成具有层状微晶结构的柱撑锂皂石材料.随着铈铝柱化剂与锂皂石质量比(Xm)的增大,材料片层结构的层间距扩大、结晶度提高、表面结构更丰富.该材料对F-的吸附率随Xm、吸附剂用量的增大而提高,吸附过程符合Langmuir等温吸附方程;当Xm达到0.1、吸附剂用量为0.2g/L时,该材料在60min内对F-的吸附率可达到90%,吸附量达13.5mg/g,该吸附作用受温度、pH值的影响不大.     

Carbon dioxide adsorption behaviors of aluminum-pillared montmorillonite-supported alkaline earth metals

The Al-pillared montmorillonite-supported alkaline earth metal 5M/Al-PILC (PILC = pillared clay, M = Mg, Ca, Sr, and Ba) and xMg/Al-PILC (x = 1, 3, 5, and 7 wt.%) samples were prepared using an impregnation method. Physical properties of the materials were determined by means of X-ray diffraction (XRD) and N₂ adsorption-desorption, and their CO₂ adsorption behaviors were investigated using the thermogravimetric analyzer (TG), CO₂ temperature-programmed desorption (CO₂-TPD), and in situ diffuse reflectance infrared transform spectroscopy (in situ-DRIFTS) techniques. It is shown that 5Mg/Al-PILC possessed the highest CO₂ adsorption capacity (2.559 mmol/g). The characterization results indicate that Al-pillaring increased the specific surface area of montmorillonite, which was beneficial for the adsorption of CO₂. The CO₂ adsorption process on the sample was mainly chemical adsorption, and alkalinity was the main factor influencing its adsorption capacity. The alkalinity of the sample was enhanced by loading an appropriate amount of alkaline earth metal, and the adsorbed CO₂ was present in the form of bicarbonate and carbonate. In addition, the 5Mg/Al-PILC sample exhibited an excellent regeneration efficiency. We believe that the outcome of this research would provide a good option for developing highly effective CO₂ adsorption materials.     

无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学与动力学特征研究

研究了无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学特征,Freundlich和Langmuir等温方程都能较好地描述吸附曲线,所以其吸附机理主要以表面吸附为主;在对硝基苯酚的平衡吸附过程中,焓变ΔH绝对值小于30KJ/mol,表明吸附过程中可能同时存在疏水键力、偶极间力、氢键力、范德华力的作用。比较研究了对硝基苯酚在无机-有机柱撑蒙脱石上吸附的四种动力学模型,在吸附进行前30min,一级动力学方程最为理想,根据其相关系数可以求得各实验温度下的表观吸附速率常数Kd和吸附活化能Ea。     

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。      

十二烷基磺酸钠(SDS)改性蒙脱石对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附研究

以阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠,SDS)为改性剂制备了有机蒙脱石,研究其对Cu2+、Cd2+的吸附行为,并用XRD、FTIR、SEM、XPS对有机蒙脱石进行表征.实验结果表明,有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附基本上在20min内达到平衡,并随pH增大(1.0～7.0),吸附量增加,最佳pH约为6.0.有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附等温线更符合Langmuir等温吸附方程,SDS改性蒙脱石对Cu2+、Cd2+的最大吸附量较纯蒙脱石分别增加15.7%、15.5%.XRD、FTIR、SEM、XPS及碳含量分析结果显示,SDS主要分布在蒙脱石表面且相对稳定,少量嵌入层间,有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附机制为配位吸附和离子交换.