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凹凸棒石黏土(APT)是具有特殊的棒晶結(jié)構(gòu)并具有吸附和膠體載體等功能的一種層鏈狀含水富鎂鋁硅酸鹽黏土礦物。因此，被廣泛的應(yīng)用于生活的各個(gè)行業(yè)，例如:石油、化工、建材、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等領(lǐng)域。由于在吸附重金屬離子方面具有吸附效果好、成本低、再生簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，成為了吸附法去除水中重金屬離子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
本課題以提高凹凸棒石黏土對(duì)重金屬離子吸附能力為目的。對(duì)凹凸棒石黏土進(jìn)行不同條件的改性，同時(shí)以凹凸棒石黏土為載體，通過(guò)溶膠-凝膠法制備凹凸棒石黏土負(fù)載納米TiO2復(fù)合吸附劑，比較復(fù)合吸附劑和改性凹凸棒石黏土對(duì)溶液中重金屬離子的吸附能力。
本課題首先研究了酸環(huán)境下對(duì)凹凸棒石黏土改性，系統(tǒng)的研究了酸濃度、攪拌時(shí)間、酸化溫度等因素對(duì)凹凸棒石黏土吸附重金屬離子的影響。其次研究了高溫環(huán)境下對(duì)凹凸棒石黏土改性，系統(tǒng)的研究了焙燒溫度、焙燒時(shí)間等因素對(duì)凹凸棒石黏土吸附重金屬離子的影響。在對(duì)凹凸棒石黏土改性研究的同時(shí)，利用溶膠-凝膠法制備凹凸棒石黏土負(fù)載納米TiO2復(fù)合吸附劑。采用FT-IR、XRD、SEM等手段對(duì)其表征和分析。并通過(guò)分光光度計(jì)比較復(fù)合吸附劑與改性凹凸棒石黏土對(duì)重金屬離子的吸附能力。
凹凸棒石黏土負(fù)載納米TiO2復(fù)合吸附劑的合成工藝:體積比為鈦酸四正丁酯(TBOT)∶無(wú)水乙醇(C2H5OH)=1∶5，加入5mL三乙醇胺，在劇烈攪拌下將20mL無(wú)水乙醇、5mL去離子水及一定量的硝酸配制為pH約5左右的溶液滴入到溶膠中，加入一定質(zhì)量的凹凸棒石黏土和少量的聚乙二醇高速攪拌90min，超聲波分散60min，除去多余的溶膠，陳化制得凝膠。120℃預(yù)處理2h，450℃焙燒2h，得到復(fù)合吸附劑A系列;600℃焙燒2h，得到復(fù)合吸附劑B系列。
凹凸棒石黏土負(fù)載納米TiO2復(fù)合吸附劑吸附性顯著高于單一改性的凹凸棒石黏土，其表面顆粒的穩(wěn)定性、解吸性和重復(fù)使用能力等都高于單一改性的凹凸棒石黏土。但是復(fù)合吸附劑對(duì)不同重金屬離子也表現(xiàn)出不同的吸附能力，對(duì)Ni2+的吸附可以達(dá)到98.65％，而Mn2+為91.83％，但都顯著高于天然凹凸棒石黏土，達(dá)到吸附平衡狀態(tài)時(shí)，其吸附率分別是天然凹凸棒石黏土的128.95％和114.51％。

    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒石黏土 納米二氧化鈦 改性方法 重金屬離子 吸附性能
    作者：
    王冠
    學(xué)位授予單位：
    蘭州交通大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    無(wú)機(jī)化學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    李靜萍
    學(xué)位年度：
    2013
    語(yǔ)種：
    中文
    分類號(hào)：
    TQ424 X52:X505
    在線出版日期：
    2013年12月31日