有机改性膨润土对选矿废水中丁铵黑药的吸附性能研究

发布时间：2020-09-18 07:38

　　丁铵黑药(Ammonium dibutyl dithiophosphate,简称 ADD)是一种捕收剂,在矿石浮选工艺中应用广泛,尤其是对有色金属矿石的浮选,ADD的捕收能力强。但是ADD的化学性质稳定,残留时间长,不易分解,是选矿废水中的主要污染物之一。吸附法针对难以降解的有机污染物,具有环保高效的特点。膨润土近年来在处理有机废水、修复受污染的土壤方面使用的越来越多,是一种有吸附潜力的理想吸附剂。本文用不同烷基链长度的季铵盐阳离子表面活性剂进行表面改性,用 XRD、FTIR、TGA/TG、SEM、N2 吸附-脱附、Contact Angle、Zeta 电势来分析研究有机土的结构和性质。研究了投加量、溶液初始pH值、温度、接触时间以及在废水中存在其他共存物质时对吸附效果的影响。论文的主要研究结果如下:(1)有机土的合成与性能表征。用DTAB、TTAB、CTAB对天然膨润土进行有机改性,同时还研究了吸附上ADD后的有机土的变化。SEM、XRD、FTIR、Zeta电势等表征结果均证明膨润土的表面和层间吸附上了表面活性剂。改性后的膨润土比表面积逐渐减小,SBET大小的顺序为Raw BentDTAB-BentTTAB-BentCTAB-Bent。热重和界面接触角结果表明有机土随着所用表面活性剂烷基链的增长,亲水性逐渐降低,疏水性提高。根据SEM图,天然膨润土呈无定型轮廓的鳞片层状结构,在完成ADD的吸附试验后片层状结构逐渐消失,说明ADD吸附在膨润土的表面和层间。Zeta电势数据表明随着改性剂烷基链长度的增加,膨润土的表面电荷发生反转,由负电转变为正电,增大了静电吸引作用。(2)有机土吸附ADD的性能研究。用投加量1.0 CEC的表面活性剂对膨润土改性,得到的有机土中CTAB-Bent对ADD的吸附容量最高,去除效率最好。对ADD的去除过程受溶液初始pH值的影响,pH在3-6有利于ADD的吸附,pH值继续增大,去除率稍有降低;ADD的去除效率随着反应温度的升高呈现先升高后降低的趋势;对ADD的去除过程在150 min内就可达到平衡。用准二级动力学模型可以较好的拟合ADD在有机土上的吸附过程。对有机土的重复利用次数进行试验,发现CTAB改性的膨润土重复利用四次仍能达到65%以上。(3)溶液中的共存物质对ADD去除率的影响。实验结果表明:当废水中有松油醇共存时,对ADD的去除影响比较大,10 mg/L的松油醇会使吸附效果下降30%左右;当ADD溶液中有Na+、CO32-共存时,去除率几乎不受影响;Cu2+可以和ADD形成黄色沉淀,对ADD的去除有促进作用。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X751;O647.3
【部分图文】：

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蒙脱石,排列方式

它是一种主要由蒙脱石矿物组成的粘土矿物。蒙脱石是一种单斜晶体，由两层硅逡逑氧四面体片晶层中间夹一层铝氧八面体构成的，它的成分是硅酸盐，单元层之间逡逑平行排列，面面堆积形成晶格结构。其晶体结构如图１．１所示３５，这种结构是由逡逑Ｈｏｆｉｎａｎｎ在１９３３年根据Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）图谱分析提出的，目前已得到广泛逡逑认同３６。在相邻的片层之间的存在的空隙称为层间域，其高度可以用ＸＲＤ方法逡逑测定。这个空间主要含有平衡片层电荷的阳离子和水分子，它是发生物理、化学逡逑６逡逑

平面图,四甲基铵,甲基,十六烷基

忱剂／ｌ：粘七上吸附后的构象：（ａ）四甲基铵平面丨冬ｈ邋（ｂ．甲基铵平面图；（ｄ）丨？二院基一．甲基铵侧视图；（ｅ）十乎面图；（ｆ）十六烷基－：甲基铵侧视图５３。逡逑ｃｔａｎｔ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ａｆｔｅｒ邋ｐｒｉｍａｒｙ邋ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃｌａｙ－ＱＡＣ：邋（ａ）邋Ｔ（ｃ）邋ＤＴＭＡ邋ｐｌａｎｅ邋ｖｉｅｗ；邋（ｄ）邋ＤＴＭＡ邋ｓｉｄｅ邋ｖｉｅｗ；邋（ｅ）邋ＨＤＴＭＡ邋ｐＨＤＴＭＡ邋ｓｉｄｅ邋ｖｉｅｗ５３．逡逑制逡逑位逡逑片层状结构，片层与片层之间的层间域有很大的大的表面能’Ｖ”’，可提供的吸附空间点位包括外表面有大量的羟基，极性水分子与膨润土表面发

【参考文献】