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本論文圍繞凹凸棒石在環(huán)境低負(fù)荷材料及環(huán)境治理方面的應(yīng)用開展了凹凸棒石提純、酸(鹽酸和醋酸)及氯化鈉對凹凸棒石預(yù)處理、三種改性劑(十六烷基三甲基溴化銨、硅烷偶聯(lián)劑KH570、苯甲酰氯)對凹凸棒石的改進(jìn)、制備環(huán)境低負(fù)荷材料(凹凸棒石-SBS橡膠復(fù)合材料、凹凸棒石-二醋酸纖維素復(fù)合材料)以及凹凸棒石吸附去除水中亞砷酸根重金屬污染這五方面的實(shí)驗(yàn)工作。
通過實(shí)驗(yàn)確定了適宜的凹凸棒石的提純條件,結(jié)果表明經(jīng)含量為1％或2％聚丙烯酸鈉提純的凹凸棒石晶體結(jié)構(gòu)完整、長徑比大、易分散,更適合于提純作為納米復(fù)合材料的納米凹凸棒石,且其主要雜質(zhì)石英幾乎全被除去。采用了XRD、FT—IR以及SEM對凹凸棒石的成分、表面性質(zhì)以及形貌進(jìn)行了觀測。
經(jīng)過鹽酸預(yù)處理的凹凸棒石具有較強(qiáng)的反應(yīng)性能,而經(jīng)氯化鈉預(yù)處理的凹凸棒石陽離子交換容量得到提高。所用三種有機(jī)改性劑都能較好地改進(jìn)凹凸棒石表面性能。
首次采用溶液共混法制備了二醋酸纖維素-有機(jī)凹凸棒石復(fù)合材料,并采用SEM對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明苯甲酰氯改性的凹凸棒石與二醋酸纖維素基體有很好的界面作用,凹凸棒石在基體材料中分散均勻；通過控制苯甲酰氯用量可制備孔徑規(guī)律變化的一系列二醋酸纖維素-有機(jī)凹凸棒石復(fù)合材料。
首次采用溶液共混法制備了SBS-有機(jī)凹凸棒石復(fù)合材料。采用SEM和萬能測試機(jī)對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示有機(jī)凹凸棒石添加量為3％時(shí),材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值14.6MPa,相對于基體材料提高料30％之多。
并分別實(shí)驗(yàn)了未處理凹凸棒石和鹽酸處理的凹凸棒石對亞砷酸根負(fù)離子的吸附性能。結(jié)果表明鹽酸可以疏通凹凸棒石的孔洞,增加凹凸棒石的內(nèi)表面積。鹽酸處理的凹凸棒石對As的飽和吸附率達(dá)1.7mg/g為凹凸棒石原礦物的2倍,且吸附速率也要大得多,只需要10min就可以達(dá)到飽和吸附率的96％。鹽酸處理的凹凸棒石在單次處理污水中As的最佳用量為每100升污水溶液0.4千克。酸處理礦物可以通過多次吸附達(dá)到高的砷去除率,而原礦物還可以通過增加用量來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),只是吸附效率更低。

    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒石 表面改性 高分子復(fù)合材料 二醋酸纖維素 吸附率 鹽酸處理 苯甲酰氯 十六烷基三甲基溴化銨 環(huán)境低負(fù)荷 預(yù)處理 亞砷酸根 提純 溶液共混 基體材料 橡膠復(fù)合材料 實(shí)驗(yàn) 納米復(fù)合材料 氯化鈉 離子交換容量 礦物
    作者：
    彭英春
    學(xué)位授予單位：
    中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    地球化學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    葉榮
    學(xué)位年度：
    2007
    語種：
    中文
    分類號：
    TB324 P619.235