粘土矿物对重金属离子的吸附能力研究

发布时间：2020-06-03 03:25

【摘要】：当前各种生产企业排放废水、污水以及大型矿床的开采造成了严重的重金属离子污染,对人类的生存环境构成威胁。粘土矿物特殊的分子结构形式和不规则的晶体缺陷性,导致其对重金属离子具有良好的吸附性能,有广阔的应用前景。本课题选取了膨润土(以蒙脱石为主要矿物成分)、高岭土(以高岭石为主要矿物成分)和伊利石三种代表性粘土矿物作为实验材料,通过一系列静态吸附实验,考察了三种粘土矿物对模拟工业废水溶液中Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附能力,对同种重金属离子测定了吸附量;通过实验研究了多种重金属离子共存时的竞争吸附特征,确定了膨润土、高岭土、伊利石对Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附选择差异性;考察了溶液的pH值,吸附剂的用量,环境的温度以及吸附的时间等因素对实验效果的影响;通过解吸附实验研究出使用过的膨润土、高岭土、伊利石对重金属离子的吸附稳定性。实验结果表明:在同等实验条件下,高岭土对重金属离子的吸附能力最弱,伊利石稍强,膨润土最强;每种粘土矿物对重金属离子的吸附也具有选择性,高岭土和伊利石的选择性都为Pb~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+);膨润土的选择性顺序为Cu~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+);在一定范围内,增加吸附剂的用量,提高溶液的pH值和吸附环境的温度,延长吸附过程的时间均能不同程度地提高粘土矿物对重金属离子的吸附效率;高岭土对重金属离子的吸附符合Langmuir吸附模型,伊利石对重金属离子的吸附符合Langmuir吸附模型,膨润土对重金属离子吸附符合Freundlich吸附模型,三种粘土矿物材料对重金属离子的吸附都符合准二级动力学模型;膨润土、高岭土、伊利石对重金属离子的吸附具有不同程度的稳定性。
【图文】：

粘土矿物对重金属离子的吸附能力研究广泛的应用。因为亚甲基蓝方法的简捷快速，比较普遍，，因此本次研究所得用亚甲基蓝。 膨润土晶体化学特征.1 蒙脱石晶体结构蒙脱石结构是两层硅氧四面体片中间夹一层铝（镁）氧八面体片所构成的 粘土矿物，属单斜晶系，晶体结构如图 2.1。晶体结构的特点：（1）结构单元之间靠分子间力连接，结构松散，容易发生受外力发生相对的离或膨胀的现象。（2）蒙脱石有吸附阳离子和有机分子的能力。（3）层间结构较松散，水分子或其他有机分子容易进入到层间，所以具有吸、高分散性、吸附性等特性。

噫饷跃哂形阒釡蛘托浴⒏叻稚⑿浴⑽忝叫缘忍匦浴Ｍ?2.1 蒙脱石矿物晶体结构图2.2.2 膨润土化学组成由于类质同像的原因，膨润土矿物成分非常复杂，统计分析膨润土的化学成分结果见表 2.1。
【学位授予单位】：河北地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703

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本文编号：2694217