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隨著工業(yè)的發(fā)展，重金屬離子造成的污染日益加重，開發(fā)低成本高吸附容量的重金屬離子吸附劑是當今社會迫切需要的。凹凸棒黏土(ATP)是一種八面體層狀鎂鋁硅酸鹽礦物，ATP的納米晶體結(jié)構(gòu)和內(nèi)在的通道導致其具有高比表面積，廣泛的應用于吸附方面。本文以凹凸棒黏土為載體，分別制備了聚苯胺/凹凸棒黏土(PANI/ATP)、零價鐵/聚苯胺/凹凸棒黏土(ZVI/PANI/ATP)和類水滑石/凹凸棒黏土(HTlc/ATP)復合材料，探討了復合材料對重金屬離子的吸附原理。主要研究內(nèi)容如下:
1.利用離子交換方法處理的凹凸棒黏土具有較好的懸浮性能，采用懸浮靜置聚合的方法合成了硝酸摻雜的PANI/ATP納米復合材料，可使聚苯胺(PANI)均勻分散包覆在凹凸棒棒晶表面，主要研究了復合材料對含Cr(Ⅵ)廢水的去除率?？疾炝宋綍r間、物料配比、投料質(zhì)量、溫度和溶液pH值對其吸附性能的影響，對吸附過程進行了動力學和熱力學分析。結(jié)果表明:配比m(An∶ ATP)=1∶0.75，投料質(zhì)量為0.5 g，吸附50 mg L-1的Cr(Ⅵ)溶液1h后吸附率為99.60％，殘留Cr(Ⅵ)的濃度為0.2 mg L-1，吸附過程是由配位作用為主的化學過程。
2.原位聚合法制備鹽酸、對甲苯磺酸摻雜的PANI/ATP復合材料。利用掃描電鏡對復合材料進行形貌表征。研究了對Cr(Ⅵ)廢水的吸附，考察了物料配比、pH值、投料量和吸附時間對其吸附性能的影響，對實驗數(shù)據(jù)進行動力學和熱力學分析。結(jié)果表明:當復合材料物料配比為苯胺、凹凸棒黏土和對甲苯磺酸的質(zhì)量比例為1∶1∶1，最佳吸附時間為4h、溶液最佳pH值為2.0時，吸附容量達到最大80.70 mg g-1。PANI/ATP復合材料對Cr(Ⅵ)的吸附符合準二級動力學方程，屬于化學反應過程，Cr(Ⅵ)在復合材料上的吸附符合Langmuir表面單分子層吸附。
3.采用懸浮靜置聚合的方法合成硝酸摻雜的聚苯胺/凹凸棒(PANI/ATP)負載零價鐵(ZVI)納米復合材料，PANI/ATP表面負載ZVI粒子，解決了ZVI粒子分散難的問題。利用PANI的防腐性和導電性，解決了ZVI顆粒在處理六價鉻Cr(Ⅵ)廢水時容易被腐蝕和鈍化的問題，結(jié)果表明，復合材料制備過程中Fe、An和ATP的質(zhì)量比為4∶1∶4時，所制備的材料對Cr(Ⅵ)吸附容量能達到86.56 mg g-1，復合材料作為一種處理水污染的新型吸附劑，在處理金屬離子廢水方面具有廣闊的應用前景。
4.本文采用共沉淀法制備HTlc，用ATP負載Mg-Al類水滑石(Mg-Al-HTlc)對含Ni(Ⅱ)廢水的吸附?？疾炝藀H值、投料量、吸附時間和溫度對其吸附性能的影響，進行了熱力學和動力學研究。使用SEM、FT-IR和XRD對復合材料進行表征。結(jié)果表明:該復合材料再生效果好，吸附過程符合Langmuir單分子層吸附，符合吸附動力學的物理擴散和化學反應，在pH=6.0，溫度為50℃，初始濃度為150 mg L-1時，吸附容量最高可達80.94 mg g-1。分析了該吸附過程存在的吸附機理。

    doi：
    10.7666/d.Y2567258
    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒黏土復合材料 重金屬離子 類水滑石 吸附性能
    作者：
    陸海林
    學位授予單位：
    蘭州理工大學
    授予學位：
    碩士
    學科專業(yè)：
    應用化學
    導師姓名：
    徐惠
    學位年度：
    2014
    語種：
    中文
    分類號：
    O647.33
    在線出版日期：
    2014年10月13日