酸预活化对负载膨润土吸附磷酸盐的影响及响应优化研究

为探究羟基铝负载膨润土对磷酸盐的吸附特性及酸预活化对负载膨润土吸附性能的影响,文章用吸附等温模型和动力学方程拟合Al13-Bent、H+-Al13-Bent对磷酸盐的吸附过程,并通过响应曲面法的Box-Behnken原理设计实验,分析pH、反应温度、初始浓度之间的交互作用及对磷酸盐吸附量的影响。响应面结果表明,回归模型决定系数R2为0.989 8,P<0.000 1,回归模型显著;3个影响因子皆显著影响Al13-Bent对磷酸盐吸附(P<0.000 1);模型最佳吸附条件下,磷酸盐吸附量实测值为21.18 mg/g,与预测值20.54 mg/g相对偏差仅为1.56%,回归模型能够较好地预测实际值。Al13-Bent、H+-Al13-Bent对磷酸盐的吸附均符合Sips等温模型和伪二级动力学、Elovich动力学方程,结果表明,酸预活化并不能显著增强Al13-Bent对磷酸盐的吸附能力,但可提高其初始吸附速率,化学吸附为吸附的主要限速步骤,研究成果可为实际应用提供参考。     

DSB+CPB复合改性膨润土对磷酸盐的吸附

为研究两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土的吸附除磷性能及其机理,采用不同比例两性表面活性剂——十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱(DSB)和阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(CPB)对膨润土进行了有机复合改性,制得DSB+CPB复合改性膨润土,利用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)以及热重分析(TGA)等手段对膨润土土样进行了表征,并用吸附等温模型和动力学方程拟合其吸附过程,探讨了改性比例、pH和温度等因素对吸附的影响。结果表明：DSB改性能提高膨润土对磷酸盐的吸附能力,当加入CPB复合改性后,可进一步促进DSB改性膨润土对磷酸盐的吸附能力,且吸附能力均随改性比例的增大而增强;对于0.5 DSB和1.0 DSB的改性膨润土,其与CPB最佳复合比例均为DSB+1.5 CPB,最大吸附量分别为原土的7.81倍和8.19倍;改性膨润土对磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温模型和伪二级吸附动力学方程,其吸附能力随pH的升高而降低,且吸附为物理和化学吸附同时存在的自发吸热熵增过程。上述研究结果可为两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土吸附除磷提供参考。