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隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，水體污染所帶來的危害已成為制約我國社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸問題。凹凸棒黏土對水體中的污染物雖然具有吸附作用，但由于其納米尺寸的棒晶高度團聚，影響了棒晶與污染物的有效接觸從而降低了吸附性能。
本文利用多種不同制孔劑或硬性模板制備出凹凸棒基多孔材料，并通過聚二甲基硅氧烷氣相沉積法(CVD)、硅烷偶聯(lián)劑改性等方法對凹凸棒基多孔材料進行疏水改性，制備出多種凹凸棒基多孔疏水材料。采用SEM、XRD、BET、FT-IR、XPS等方法對凹凸棒基多孔疏水材料進行表征，研究其對含油/有機物模擬廢水的選擇性分離、吸附能力及吸附材料的回收再利用。
1.采用天然凹凸棒黏土制備新型吸附材料，利用該材料吸附水中的油/有機物。通過凹凸棒-聚合物納米復(fù)合材料熱分解制備海綿狀凹凸棒基吸附材料(SA)，BET測試表明SA具有介孔結(jié)構(gòu)，平均孔徑為10.749nm，比表面積為63.438 m2 g-1。經(jīng)聚四氟乙烯(PTFE)浸泡和聚二甲基硅氧烷(PDMS)氣相沉積改善SA的表面潤濕性，制備出強疏水、超親油的凹凸棒基多孔材料(HSA)。HSA具有優(yōu)良的孔結(jié)構(gòu)和疏水性，對水中的油/有機物表現(xiàn)出良好的選擇吸附性能，能夠應(yīng)用于油/水快速分離。
2.以聚丙烯酸為模板的凹凸棒復(fù)合材料在高溫氮氣保護下碳化得到凹凸棒基多孔吸附材料(PA)，PA經(jīng)乙烯基三乙氧基硅(YDH-151)有機改性制備出多孔親油的凹凸棒吸附材料(OPA)。采用SEM，BET，F(xiàn)T-IR等多種方法對OPA進行分析表征，研究了PA的介孔結(jié)構(gòu)、YDH-151對凹凸棒的改性效果、OPA的選擇吸附性能和可回收再利用性能。研究結(jié)果表明，OPA具備良好的多孔性、親油性、選擇吸附性和可再生性，有望成為清理有機污染物的新型環(huán)保可再生吸附材料。
3.以碳酸鈣為制孔劑制備凹凸棒基多孔材料(AM)，其表面潤濕性能夠在親水和疏水之間可逆調(diào)控。AM經(jīng)PDMS化學(xué)氣相沉積得到具有超疏水、超親油性的凹凸棒基多孔吸附材料(HAM)，HAM在400℃熱處理后又轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性的AM。該材料既可以吸附水中的重金屬離子又可以分離水中的油/有機物。
本論文的研究得到了對有機污染物、重金屬離子具有高吸附容量的凹凸棒基多孔吸附材料，具有生產(chǎn)成本低和易于擴展的優(yōu)點，可望成為一種常規(guī)的吸附材料替代物，在污水處理、漏油清理、油/水選擇性分離等方面具有一定的應(yīng)用前景，同時為凹凸棒黏土資源的高值化利用開辟新的途徑。

    doi：
    10.7666/d.Y2567211
    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒基多孔材料 疏水改性 選擇性吸附 廢水處理 選擇性分離
    作者：
    劉野
    學(xué)位授予單位：
    蘭州理工大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    應(yīng)用化學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    梁衛(wèi)東
    學(xué)位年度：
    2014
    語種：
    中文
    分類號：
    TB321 X703
    在線出版日期：
    2014年10月13日