有機(jī)膨潤土的制備、表征及其對廢水中酚類化合物的吸附研究.pdf

1、目前焦化廢水的排放日益增多，焦化廢水中污染物種類多、毒害性大且難以生化，若不加處理直接排放將會對人類乃至整個(gè)生物鏈造成嚴(yán)重的危害，且焦化廢水中含量最多的是酚類化合物和氨氮類物質(zhì)，因而研究焦化廢水中酚類化合物的吸附有著極為重要的意義。膨潤土因其資源豐富及特殊的層狀結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)從而作為一種吸附劑材料在廢水處理中有著很大的應(yīng)用潛力，由于天然膨潤土極強(qiáng)的親水性，限制了其在廢水處理中的應(yīng)用范圍，研究表明改性后的膨潤土各種物化性質(zhì)均得到了改善，其

2、吸附性能也隨之提高，所以改性膨潤土在焦化廢水處理中有著良好的應(yīng)用前景。
　　 本文采用傳統(tǒng)機(jī)械攪拌法將兩種有代表性的陽離子表面活性劑長碳鏈表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)和短碳鏈帶苯環(huán)的表面活性劑芐基三甲基溴化銨（BTMAB）改性鈣基膨潤土(Ca-Bent)，得到有機(jī)改性土CTMAB-Bent及BTMAB-Bent并將其應(yīng)用于吸附模擬一級處理后焦化廢水中的酚類化合物（苯酚、對硝基苯酚、鄰甲基苯酚及鄰氯苯酚），在詳細(xì)探

3、討單一酚類吸附條件及規(guī)律的基礎(chǔ)上研究了四種酚類化合物的混合吸附，考察其對四種酚的總吸附率及吸附質(zhì)之間的相互作用。
　　 將制備的CTMAB-Bent及BTMAB-Bent進(jìn)行XRD、BET表征分析并在相同條件下應(yīng)用于模擬一級處理后焦化廢水中四種酚類的吸附，結(jié)果表明:CTMAB及BTMAB均插層到了膨潤土的層間，CTMAB-Bent及BTMAB-Bent與Ca-Bent相比層間距增大，比表面積減小，孔體積減小;由于BTMAB-Be

4、nt的層間距較小且有著緊密和較大的苯環(huán)骨架阻止了酚類化合物的進(jìn)入從而使得CTMAB-Bent對四種酚的吸附效果較好。
　　 將CTMAB-Bent用于起始濃度分別為300mg/L的苯酚、20mg/L的對硝基苯酚、500mg/L的鄰甲基苯酚及10mg/L的鄰氯苯酚的吸附，詳細(xì)的探討了CTMAB的改性量、改性土的投加量及吸附時(shí)間對四種酚吸附率的影響，結(jié)果表明CTMAB的改性量為1.0CEC（Ca-Bent的陽離子交換容量），吸附時(shí)間

5、為1h，吸附劑的投加量分別為1.5g、0.1g、1.0g及0.1g時(shí)CTMAB-Bent對四種酚的吸附率達(dá)到最大，分別為84.14％、98.22％、92.85％及84.7％。1.0C-Bent(CTMAB的量為1.0CEC時(shí)制備的CTMAB-Bent)對四種酚的吸附過程均較好的符合Langmuir方程和Freundlich方程，且鄰氯苯酚的理論最大吸附量（294.12mg/g）＞鄰甲基苯酚(243.90mg/g)＞對硝基苯酚(92.59

6、mg/g)＞苯酚(66.67mg/g)，吸附量的大小與四種酚的辛醇-水分配系數(shù)(Kow)呈正相關(guān)。吸附熱力學(xué)及動力學(xué)的研究表明1.0C-Bent對四種酚類的吸附均為自發(fā)的放熱反應(yīng)，低溫有利于吸附的進(jìn)行且吸附是一個(gè)簡單的物理吸附，準(zhǔn)二級動力學(xué)模型最能描述1.0C-Bent對四種酚的吸附過程。
　　 將CTMAB-Bent對四種酚中的兩種酚進(jìn)行混合吸附處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四種酚在平衡濃度較低時(shí)即吸附機(jī)理為分配作用，吸附質(zhì)之間有著較好的