苯酚、菲在BS-12/DTAB复配修饰膨润土上吸附的差异

为了探究复配修饰膨润土吸附疏水性不同的污染物的差异,采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)对两性表面修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土进行复配修饰,采用批处理法研究复配修饰膨润土总修饰比例对苯酚和菲的等温吸附影响,并对比不同温度、pH值和离子强度条件下供试土样对苯酚和菲吸附量、热力学参数的差异.结果表明:随着总修饰比例的增大,复配修饰膨润土对苯酚及菲的吸附能力逐渐增强,0~50%CEC修饰比例下,菲的吸附率大于苯酚的吸附率,当修饰比例超出50%CEC后,苯酚的吸附率大于菲的吸附率,总修饰比例超出150%CEC后,膨润土对苯酚的吸附率变化趋于平缓,而对菲的吸附率开始呈下降趋势;随着土样总修饰比例的增大,温度对苯酚及菲吸附量的抑制效果降低;在KNO_3浓度为0.001~0.1 mol·L~(-1)时,苯酚及菲的吸附量均随着KNO_3浓度的增大而增大;随着pH值的升高,苯酚的吸附量逐渐增大,在pH=7处达到最大,而菲的吸附量则始终呈降低趋势.热力学参数显示,随着总修饰比例的增大,复配修饰土样对苯酚和菲的吸附自发性增强,混乱度增大,当总修饰比例超出150%CEC后,自发性减弱,混乱度下降.     

用膨润土处理油田污水的研究进展

介绍了膨润土的基本特性及其存油田污水处理中的研究情况。天然膨润土经改性后,可吸附去除油田污水中的油、烃类衍生物、注聚残留聚合物及表面活性剂;负载金属氧化物的改性膨润土可对光催化氧化产生协同效应,提高光催化氧化油田污水中有机物的能力;在高压下将膨润土制成薄膜,对油田污水中的无机离了有一定的截留去除作用。     

膨润土对复合污染中表面活性剂的吸附及机理

选取阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)为代表,研究了其在膨润土上的吸附行为,探讨了膨润土阳离子交换容量(CEC)、温度、盐度对CPC吸附的影响.结果表明,Na基膨润土对CPC的吸附性能最好,对SDBS基本无吸附,对TX-100的吸附介于两者之间.Na基膨润土对CPC的吸附是阳离子交换和疏水键缔合共同作用的结果,对TX-100的吸附主要是通过其与膨润土硅氧表面间的氢键作用,同时通过疏水键作用形成吸附双分子层;SDBS在Ca基膨润土上的吸附损失量先增大后减小,在1.5倍临界胶束浓度 (CMC)时达到极大值,主要机理是SDBS与膨润土中的Ca²⁺产生沉淀作用,而胶束具有再溶解沉淀的作用.膨润土对CPC的吸附量随着温度升高而降低,随着CEC的增大而增大,一定浓度NaCl的加入有利于其在膨润土上的吸附.     

聚丙烯酰胺膨润土复合物的制备及其性能研究

采用盐酸对膨润土(BNT)进行酸活化改性,改性BNT再与氯化乙醇胺(EACl)进行阳离子交换反应,引入功能基团,得到胺化产物(ABNT-EACl).利用ABNT-EACl作为还原剂与Ce4 组成氧化还原引发体系,引发了丙烯酰胺(AM)单体的插层聚合得到了改性膨润土/聚丙烯酰胺无机/有机杂化物(ABNT/PAM).采用1H-NMR和FTIR对杂化物进行了结构表征,结果表明,杂化物中存在离子键合作用.通过实验对比研究了不同条件下的杂化物ABNT/PAM与普通絮凝剂处理工业印染废水的脱色效果,发现ABNT/PAM杂化物的效果优于普通絮凝剂.     

复合污染中Triton X-100在膨润土/水界面上的吸附行为

研究了水溶液中膨润土对非离子表面活性剂Triton X-100(X-100)的吸附,重点探讨了阳离子表面活性剂CPC、阴离子表面活性剂SDBS、中性无机盐NaCl及温度对膨润土吸附TX-100的影响.结果表明,Na基膨润土吸附TX-100的效果好于Ca基膨润土;低浓度CPC对膨润土吸附TX-100具有增强作用,当CPC初始浓度大于l0000 mg·L-1(平衡浓度Ce约为1CMC)时具有抑制作用,当CPC浓度低于3000 mg·L-1(Ce约为0.03CMC)时,TX-100吸附量与CPC浓度成线性正相关.SDBS能显著降低膨润土对TX-100的吸附,原因是溶液中SDBS与TX-100混合胶束的形成能阻止TX-100与膨润土硅氧表面间的氢键作用及在其表面形成胶束.NaCl的存在可以大大提高膨润土对TX-100的吸附,去除率由56%提高到99%以上.膨润土对TX-100的吸附随温度升高吸附量增大,其吸附热为12.68 kJ·mol-1,标准自由能的减小和熵值的增大是TX-100在膨润土上吸附的推动力.实验结果对用膨润土处理含表面活性剂废水具有一定的理论价值.     

Inverse modeling of multicomponent reactive transport through single and dual porosity media

Compacted bentonite is foreseen as buffer material for high-level radioactive waste in deep geological repositories because it provides hydraulic isolation, chemical stability, and radionuclide sorption. A wide range of laboratory tests were performed within the framework of FEBEX (Full-scale Engineered Barrier EXperiment) project to characterize buffer properties and develop numerical models for FEBEX bentonite. Here we present inverse single and dual-continuum multicomponent reactive transport models of a long-term permeation test performed on a 2.5 cm long sample of FEBEX bentonite. Initial saline bentonite porewater was flushed with 5.5 pore volumes of fresh granitic water. Water flux and chemical composition of effluent waters were monitored during almost 4 years. The model accounts for solute advection and diffusion and geochemical reactions such as aqueous complexation, acid-base, cation exchange, protonation/deprotonation by surface complexation and dissolution/precipitation of calcite, chalcedony and gypsum. All of these processes are assumed at local equilibrium. Similar to previous studies of bentonite porewater chemistry on batch systems which attest the relevance of protonation/deprotonation on buffering pH, our results confirm that protonation/deprotonation is a key process in maintaining a stable pH under dynamic transport conditions. Breakthrough curves of reactive species are more sensitive to initial porewater concentration than to effective diffusion coefficient. Optimum estimates of initial porewater chemistry of saturated compacted FEBEX bentonite are obtained by solving the inverse problem of multicomponent reactive transport. While the single-continuum model reproduces the trends of measured data for most chemical species, it fails to match properly the long tails of most breakthrough curves. Such limitation is overcome by resorting to a dual-continuum reactive transport model.     

膨润土吸附水中有机污染物的应用进展

论述了膨润土的吸附机理,介绍了膨润土的物理及化学改性方法及其对有机染料废水,焦化废水,烟草废水,煤泥水,含酚类、石油烃类、抗生素废水及微污染水等的处理效果。针对膨润土作为环保吸附剂存在的问题指出了今后的研究方向:1)将研究成果应用于实际废水;2)研究环境友好且效果好的改性工艺及材料;3)研究新的吸附剂制备形式;4)加大膨润土在废气处理上的研究力度;5)研制吸附效果更佳且能处理复杂成分污水的新型复合吸附剂。     

高压实新疆阿尔泰膨润土微观结构随吸力变化特征

采用压汞法(MIP)和扫描电镜(SEM)法,在自由和侧限状态下,试验研究了高压实新疆阿尔泰膨润土在不同吸力条件下的微观结构变化特征。吸力的控制采用了气相法和渗析(液相)法。研究结果表明:(1)低吸力范围内,自由膨胀和侧限条件下的高压实膨润土土水特征存在明显差异;(2)膨润土在自由和侧限状态下的水化过程中呈现出了截然不同的微结构变化特征。自由膨胀条件下,土的吸水膨胀量主要来自土中大孔隙的逐渐膨胀。侧限状态下,随着控制吸力的降低,膨润土的大孔隙逐渐被压缩,较小孔隙的数量不断增加,土中孔隙分布变得更加均匀。     

零价铁复合有机膨润土处理染料废水的研究

针对目前印染废水处理现状及膨润土在水处理中回收困难等问题,提出将零价铁复合到有机膨润土中制成零价铁复合有机膨润土(ZVI-OB),以达到高效吸附并降解污染物的目的。以染料废水(Orange II) 作为研究对象,考察了废水中染料的初始浓度、pH以及吸附时间对ZVI-OB去除染料效率的影响,并研究了吸附后降解过程中时间和pH对污染物降解的影响以及降解前后膨润土层结构的变化。研究结果表明,ZVI-OB相对于CTMAB改性的有机膨润土而言,其吸附量有所降低,但ZVI-OB在吸附污染物之后能有效降解有机物。ZVI-OB在饱和吸附Orange II后经催化氧化,总有机碳含量降低为原来的19%,可以重复利用。     

膨润土接枝丙烯酸高吸水性树脂的抑尘性能研究

在微波辐射下制备了膨润土接枝丙烯酸高吸水性树脂(SAP)(一种加入聚乙烯醇(PVA),另一种不加入PVA)。结果表明:(1)红外光谱图表明,PVA与聚合网络形成了半互穿网络结构;X射线衍射图表明,膨润土与PVA、丙烯酸形成了具有无定形结构的复合产物。(2)不论是沙土堆还是尘土堆,喷洒膨润土接枝丙烯酸SAP溶液的抑尘效果明显比喷洒自来水好;喷洒膨润土接枝丙烯酸SAP溶液的尘土堆的抑尘效果好于沙土堆。(3)在温度为15℃时,考虑到节约成本的问题,首选不加入PVA的膨润土接枝丙烯酸SAP做抑尘剂;在温度为45℃时,加入PVA的膨润土接枝丙烯酸SAP适合做抑尘剂。(4)膨润土接枝丙烯酸SAP浓度越高,其耐蒸发性越高。