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近年来,由于膨润土具有巨大的表面积以及它潜在的吸附性使它受到了环境研究者的青睐。天然膨润土由于其自身的结构制约,使它对污水中污染物的吸附存在巨大的阻抗力。因此,对天然膨润土的改性研究显得势在必行。
Cr(Ⅵ)往往可以通过食物链的积累进入人体,损害人体机能。用吸附法对Cr(Ⅵ)的处理也已经广泛受到了人们的关注。
本课题以单因素的研究方法为基础,确立了寻找较优天然土,提纯,钠化,最后以实验所制的钠化改型土为原料进行改性,并用改性的天然膨润土对Cr(Ⅵ)进行吸附的研究路线。并以XRD图谱对膨润土晶体结构的变化进行了表征。
通过对不同产地膨润土的性质的研究,从而确定信阳膨润土作为实验原料。实验所测得的河南信阳天然膨润土的pH为8.67;胶质价为44.75mL/g;膨胀倍数为23.25mL/g:吸蓝量为27.18g/100g;CEC为34.35mmol/100g。由此判断出河南信阳天然膨润土具有比较好的物理性能,能够为进一步提纯、钠化、改性提供条件。
通过对信阳天然膨润土中蒙脱石含量的确定,实验选用湿法提纯的方法对信阳天然膨润土进行提纯。实验表明,在室温下,信阳膨润土的最佳提纯条件为控制浆液的pH在8~9;六偏磷酸钠的浓度为0.125%;液固比为12:1;沉降时间120min;搅拌时间为80min,此时信阳膨润土的蒙脱石含量可以从61%提高到90%以上。为了确保单因素研究方法所确定的提纯效果,本实验选用XRD图谱对提纯的天然膨润土进行表征。并且与提纯前的XRD图谱进行比对,以确定提纯效果。
实验以所提纯的信阳膨润土为原料,以测定膨润土膨胀倍的方法确定钠化改型的效果。在室温条件下,得出信阳膨润土的最佳钠化条件为选用焦磷酸钠为钠化剂;在钠化剂的浓度为4%;钠化时间20min时;控制浆液的浓度为10%,此时经过实验钠化的信阳膨润土的膨胀倍可以从38mL/g提高到98mL/g。并由XRD图谱可以看出钠化改型后的信阳膨润土的活性和胶体性能有所增强。
用所制备的钠化膨润土为原料,以氯化钡为改性剂制备钡改性膨润土并对Cr(Ⅵ)进行吸附实验。以对Cr(Ⅵ)的去除率作为研究基准,发现氯化钡改性剂与膨润土用量比为0.25时所制得的钡改性膨润土对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附效果。钡改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的最佳试验条件为:吸附温度25℃,pH为5~9,Cr(Ⅵ)的初始质量浓度为19mg/L,改性土的投加量为8g/L,搅拌时间为60min。在最佳试验条件下,钡改性膨润土对初始浓度为19mg/L的含铬废水进行处理,去除率达到了83.77%。
本文首次用氯化钡对信阳膨润土进行改性,改性后的膨润土对含铬模拟废水中的六价铬有着较强的吸附能力,探索了膨润土改性的新途径,以及去除污水中Cr(Ⅵ)的新方法。