凹凸棒石的改性及其對(duì)水中氟的吸附特性研究.pdf

1、本文研究了鋁鹽改性凹凸棒石，以提高了其吸附除氟能力。先通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)得出硫酸鋁硝酸鋁氯化鋁單改性凹凸棒石最佳條件，再根據(jù)單改性最優(yōu)條件設(shè)計(jì)了多組正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步提高吸附量，最后選擇出兩組最優(yōu)的九因素四水平的正交實(shí)驗(yàn)，比較得出Al2(SO4)3-AlCl3-Al(NO3)3最優(yōu)。通過進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗(yàn)，對(duì)于改性凹凸棒石對(duì)于水中F的吸附特性進(jìn)行研究，綜合考慮了投加量，pH和陰離子對(duì)于吸附的影響。利用BET、SEM、XRD、XRF等檢測(cè)方法

2、對(duì)改性凹凸棒石進(jìn)行表征。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)經(jīng)過靜態(tài)吸附試驗(yàn)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)，得到Al2(SO4)3改性凹凸棒石的最佳改性條件是:Al2(SO4)3浸泡濃度0.05mol/L、浸泡時(shí)間2h、浸泡固液1∶3。AlCl3改性凹凸棒石的最佳改性條件是:AlCl3浸泡濃度0.2mol/L浸泡3h，浸泡固液比為1∶2。Al(NO3)3改性凹凸棒石的最佳改性條件是Al(NO3)3浸泡濃度為0.2mol/L4h固液比1∶2。<

3、br>　　(2)三種鋁鹽單改性凹凸棒石都可以用二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型描述。三種不同溫度下，改性凹凸棒石對(duì)于氟的吸附都是有快到慢逐漸達(dá)到吸附平衡，且隨著溫度的提高，平衡吸附量提高。且都符合Langmuir等溫線。根據(jù)擬合結(jié)果，25℃下Al2(SO4)3.AlCl3,Al(NO3)3極限吸附容量分別為0.8302mg/g，0.3977mg/g，0.8361mg/g對(duì)比未改性的0.0946mg/g。吸附效果得到明顯提高。
　　(3)但是為了進(jìn)一

4、步提高鋁鹽改性凹凸棒石的吸附能力，進(jìn)行了兩兩和三多組復(fù)合對(duì)比試驗(yàn)，最后得出Al2(SO4)3-AlCl3-Al(NO3)3復(fù)合改性凹凸棒石。復(fù)合改性的最優(yōu)條件為Al2(SO4)3濃度0.05mol/L、浸泡時(shí)間2h、固液比1∶3，AlCl3濃度0.4mol/L、浸泡時(shí)間5h、固液比1∶2，Al(NO3)3濃度0.2mol/L、浸泡時(shí)間6h、固液比1∶2。復(fù)合改性的凹凸棒石吸附容量達(dá)到1.317mg/g，是改性前的13.9倍，吸附容量比單

5、一改性顯著提高。復(fù)合改性的凹凸棒石對(duì)水中氟的吸附動(dòng)力學(xué)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，6h對(duì)于氟的吸附達(dá)到平衡，吸附等溫線更符合Langmuir等溫吸附規(guī)律，分離因子RL在0.702和0.8173之間的有利吸附，吸附最佳pH為7。
　　(4)通過機(jī)理分析，BET結(jié)果可以看出改性凹凸棒石的比表面積明顯提高，因?yàn)锳l2(SO4)3弱酸性溶解堵塞其孔道中的雜質(zhì)使它得以暢通，增加了孔容比表面積和吸附點(diǎn)，Al2(SO4)3改性的凹凸棒石與未改性凹凸棒