有机膨润土的制备、表征及其对废水中酚类化合物的吸附研究

发布时间：2016-11-23 08:28

  本文关键词：有机膨润土的制备、表征及其对废水中酚类化合物的吸附研究，由笔耕文化传播整理发布。

《太原理工大学》 2013年

有机膨润土的制备、表征及其对废水中酚类化合物的吸附研究

李静  

【摘要】：目前焦化废水的排放日益增多,焦化废水中污染物种类多、毒害性大且难以生化,若不加处理直接排放将会对人类乃至整个生物链造成严重的危害,且焦化废水中含量最多的是酚类化合物和氨氮类物质,因而研究焦化废水中酚类化合物的吸附有着极为重要的意义。膨润土因其资源丰富及特殊的层状结构、物化性质从而作为一种吸附剂材料在废水处理中有着很大的应用潜力,由于天然膨润土极强的亲水性,限制了其在废水处理中的应用范围,研究表明改性后的膨润土各种物化性质均得到了改善,其吸附性能也随之提高,所以改性膨润土在焦化废水处理中有着良好的应用前景。 本文采用传统机械搅拌法将两种有代表性的阳离子表面活性剂长碳链表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和短碳链带苯环的表面活性剂苄基三甲基溴化铵(BTMAB)改性钙基膨润土(Ca-Bent),得到有机改性土CTMAB-Bent及BTMAB-Bent并将其应用于吸附模拟一级处理后焦化废水中的酚类化合物(苯酚、对硝基苯酚、邻甲基苯酚及邻氯苯酚),在详细探讨单一酚类吸附条件及规律的基础上研究了四种酚类化合物的混合吸附,考察其对四种酚的总吸附率及吸附质之间的相互作用。 将制备的CTMAB-Bent及BTMAB-Bent进行XRD、BET表征分析并在相同条件下应用于模拟一级处理后焦化废水中四种酚类的吸附,结果表明：CTMAB及BTMAB均插层到了膨润土的层间,CTMAB-Bent及BTMAB-Bent与Ca-Bent相比层间距增大,比表面积减小,孔体积减小；由于BTMAB-Bent的层间距较小且有着紧密和较大的苯环骨架阻止了酚类化合物的进入从而使得CTMAB-Bent对四种酚的吸附效果较好。 将CTMAB-Bent用于起始浓度分别为300mg/L的苯酚、20mg/L的对硝基苯酚、500mg/L的邻甲基苯酚及10mg/L的邻氯苯酚的吸附,详细的探讨了CTMAB的改性量、改性土的投加量及吸附时间对四种酚吸附率的影响,结果表明CTMAB的改性量为1.OCEC (Ca-Bent的阳离子交换容量),吸附时间为1h,吸附剂的投加量分别为1.5g、0.1g、1.0g及O.1g时CTMAB-Bent对四种酚的吸附率达到最大,分别为84.14%、98.22%、92.85%及84.7%。1.OC-Bent (CTMAB的量为1.0CEC时制备的CTMAB-Bent)对四种酚的吸附过程均较好的符合Langmuir方程和Freundlich方程,且邻氯苯酚的理论最大吸附量(294.12mg/g)邻甲基苯酚(243.90mg/g)对硝基苯酚(92.59mg/g)苯酚(66.67mg/g),吸附量的大小与四种酚的辛醇--水分配系数(Kow)呈正相关。吸附热力学及动力学的研究表明1.OC-Bent对四种酚类的吸附均为自发的放热反应,低温有利于吸附的进行且吸附是一个简单的物理吸附,准二级动力学模型最能描述1.OC-Bent对四种酚的吸附过程。 将CTMAB-Bent对四种酚中的两种酚进行混合吸附处理,实验结果表明四种酚在平衡浓度较低时即吸附机理为分配作用,吸附质之间有着较好的协同作用；平衡浓度较大时即吸附机理为表面吸附,吸附质之间存在着竞争吸附。1.OC-Bent对四种酚的总吸附率高达92%,吸附量为19.27mg/g。

【关键词】：
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O647.3;X703;X784
【目录】：

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