我國(guó)擁有大量?jī)?yōu)質(zhì)、廉價(jià)、易開采的
凹凸棒土資源,由于凹凸棒土具有很大的比表面積、較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力,并且表面帶有剩余負(fù)電荷,故常常用它吸附去除水中的重金屬和陽(yáng)離子型污染物,但是凹凸棒土對(duì)陰離子型污染物的吸附效果較差,對(duì)重金屬離子的吸附通常是無(wú)選擇性的,會(huì)受到水中陽(yáng)離子的干擾,而且天然凹凸棒土里存在一些雜質(zhì)。為了提高凹凸棒土的吸附能力,本論文根據(jù)污染物的特點(diǎn)制備出一系列的改性凹凸棒土,對(duì)材料進(jìn)行了表征,并研究了其對(duì)四種不同污染物的吸附行為,探討了可能的吸附機(jī)理,主要內(nèi)容如下:
(1)天然凹凸棒土先用稀鹽酸活化后得到酸化凹凸棒土(ATP),然后把乙二胺負(fù)載到ATP的表面上制備出乙二胺改性凹凸棒土(EMATP),研究了鉛離子在乙二胺改性凹凸棒土(EMATP)上的吸附。結(jié)果表明:pH和吸附劑用量對(duì)鉛離子在EMATP上的影響很大,而腐殖酸和離子強(qiáng)度對(duì)鉛離子的吸附影響不明顯;鉛離子在EMATP上的吸附等溫線符合Dubinin-Radushkevich吸附等溫方程,吸附動(dòng)力學(xué)符合假二級(jí)動(dòng)力學(xué)曲線;由于鉛離子與EMATP上的氨基通過(guò)范德華力形成較穩(wěn)定的結(jié)合位點(diǎn),因此EMATP對(duì)鉛離子的吸附能力高于ATP; EMATP對(duì)鉛離子有很好的選擇性;EMATP可以用酸溶液再生,經(jīng)過(guò)5次脫附再生后,EMATP對(duì)鉛離子具有很好的吸附再生能力,可以多次利用,因此具有很好的應(yīng)用前景。
(2)通過(guò)一系列的改性方法制備出幾種改性凹凸棒土,考察了改性凹凸棒土對(duì)水中β-blocker心得安的吸附性能。批實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示酸化凹凸棒土(ATP)對(duì)心得安的去除效果最佳,故接下來(lái)研究ATP對(duì)心得安的吸附,結(jié)合其它幾種吸附劑對(duì)心得安的吸附數(shù)據(jù)推測(cè)心得安在ATP上的吸附機(jī)理。結(jié)果表明:心得安在ATP上的吸附很大程度上受到pH、吸附劑用量、離子強(qiáng)度及腐殖酸的影響;心得安在ATP上的吸附等溫線符合Langmuir吸附等溫方程,吸附動(dòng)力學(xué)符合假二級(jí)動(dòng)力學(xué)曲線;心得安主要通過(guò)非靜電作用的表面螯合、靜電作用及離子交換作用吸附在ATP的表面上;ATP制備方法簡(jiǎn)單,成本較低,有很大的應(yīng)用前景。
(3)首先通過(guò)酸活化得到酸化凹凸棒土(ATP),再把殼聚糖負(fù)載到ATP的表面上制備出幾種殼聚糖改性凹凸棒土,篩選出最佳吸附劑CCATP,然后研究CCATP對(duì)水中陰離子型污染物單寧酸和腐殖酸的吸附性能。結(jié)果表明:CCATP對(duì)單寧酸和腐殖酸的吸附能力高于ATP;單寧酸和腐殖酸在CCATP上的吸附等溫線符合Freundlich吸附等溫方程,吸附是非均質(zhì)的多層吸附;假二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能很好地描述單寧酸和腐殖酸在CCATP上的吸附動(dòng)力學(xué);pH和離子強(qiáng)度會(huì)影響單寧酸和腐殖酸在CCATP上的吸附;單寧酸在CCATP上的吸附是一個(gè)自發(fā)的吸熱過(guò)程;單寧酸通過(guò)靜電作用、范德華力及氫鍵作用吸附到CCATP上,而腐殖酸主要是通過(guò)靜電作用吸附到吸附劑的表面上的;吸附單寧酸后的吸附劑用酸溶液再生,但吸附腐殖酸后的吸附劑要用0.1 mol/L的NaOH溶液進(jìn)行有效地解脫;再生實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制備的吸附劑再生性能良好,再生多次后的吸附劑還能對(duì)單寧酸和腐殖酸具有較高的吸附容量。
總之,改性以后的凹凸棒土不僅對(duì)鉛離子和心得安有很好的吸附性能,還能有效地去除水中的溶解性有機(jī)物單寧酸和腐殖酸,這為凹凸棒土在水處理中的應(yīng)用提供了一定的理論支持。
關(guān)鍵詞:
廢水處理 改性凹凸棒土 吸附機(jī)理 鉛離子 心得安 溶解性有機(jī)物
作者:
鄧月華
學(xué)位授予單位:
南京大學(xué)
授予學(xué)位:
博士
學(xué)科專業(yè):
環(huán)境科學(xué)
導(dǎo)師姓名:
孫成
學(xué)位年度:
2012
語(yǔ)種:
中文
分類號(hào):
X703.5
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