复合改性膨润土对水中有机物和重金属的协同吸附研究

发布时间：2020-11-01 15:58

　　 本文通过选择不同结构特征和碳链长度的有机络合剂与长碳链阳离子表面活性剂共同改性膨润土,制得一系列具有特殊结构与性能的新型多功能吸附材料,深入研究了改性膨润土同时吸附处理水中有机污染物和重金属的性能。利用现代分析测试技术,探讨了改性膨润土吸附性能与结构之间的构-效关系,重研究了双阳离子、阳-非离子,以及阴-阳离子复合改性膨润土对水中重金属离子和有机污染物的协同吸附机制、规律及影响因素,试图为拓展膨润土的功能改性及其在废水处理中的应用提供理论依据和技术基础。论文取得了以下一些创新性成果： (1)提出了一种将改变表面性质与植入功能柱撑剂结合,复合改性膨润土的新方法。季铵盐阳离子表面活性剂CTMA和金属有机络合剂L能通过阳离子交换稳定柱撑在膨润土的片层结构中。复合改性后的膨润土表面疏水性增强,层间距和比表面积发生明显改变。例如,与单一改性膨润土CTMA-Bent相比,用CTMA和AET复合改性的双阳离子膨润土,其层间距减小、比表面积增大；而用CTMA和TETA阳-非离子复合改性后的膨润土,其层间距增大、比表面积减小。 (2)探明了复合改性膨润土CTMA-L-Bent对水中重金属离子和有机物的协同吸附机理及影响因素。复合改性膨润土对水中有机物的吸附以分配作用为主,有机物的极性越弱,溶解度越小及辛醇-水分配系数越大,就越容易被优先吸附；对水中重金属的吸附主要为络合反应,重金属离子的水化能越小、所形成络合物的稳定性越高,越容易被优先吸附。例如,CTMA-En-Bent吸附水中重金属离子和有机污染物的顺序分别为：Pb2+Cu2+Cd2+和对硝基苯酚苯胺苯酚。改性剂配比和溶液pH是影响复合改性膨润土吸附性能的重要因素,在pH为4-10的范围,复合改性膨润土CTMA-L-Bent吸附水中重金属离子和有机物的能力很强。CTMA-L-Bent能协同吸附水中有机物和重金属：对有机物的吸附性能越好,对重金属离子的吸附能力就越强。例如,当改性剂浓度相同时,用CTMA与氨羧络合剂(乙二胺-En、三乙烯四胺-TETA和四乙烯五胺-TEPA)复合改性的膨润土,对混合水溶液中重金属离子和有机物的吸附能力均为：CTMA-TEPA-Bent CTMA-TETA-Bent CTMA-En-Bent。 (3)发明了复合改性膨润土再生利用的新技术—酸浸润法。用较低浓度(0.1～1.0 mol.L-1)的HCl溶液浸润已吸附污染物的复合改性膨润土,可将重金属离子和有机物基本解吸,并可多次吸附处理水中有机物和重金属离子,且吸附性能良好。例如,当用0.1 mol.L-1的HCl溶液浸润吸附了对硝基苯酚(PNP)和重金属离子(Pb2+)的双阳离子复合改性膨润土CTMA-AET-Bent时,振荡2小时后,PNP的脱附率为93.5%,Pb2+的脱附率达97.8%。用再生后的CTMA-AET-Bent重复吸附处理PNP和Pb2+混合溶液,其效果与原复合改性膨润土基本相当。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：X703
【部分图文】：

振荡吸附24小时，以 3000rpm下离心分离后分别测定溶液中PNP和M2+的平衡浓度。不同温度下CTMA一En一Bent对混合溶液中对硝基苯酚和重金属离子的吸附容量如图2一6所示。由图2一6可以看出，温度升高不利于吸附的进行，CTMA一En一Bent对混合溶液中对硝基苯酚和重金属离子的吸附容量在巧℃时达到最大。随着温度的升高，
【引证文献】

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本文编号：2865762