復合改性膨潤土對水中有機物和重金屬的協(xié)同吸附研究.pdf

1、本文通過選擇不同結構特征和碳鏈長度的有機絡合劑與長碳鏈陽離子表面活性劑共同改性膨潤土，制得一系列具有特殊結構與性能的新型多功能吸附材料，深入研究了改性膨潤土同時吸附處理水中有機污染物和重金屬的性能。利用現(xiàn)代分析測試技術，探討了改性膨潤土吸附性能與結構之間的構-效關系，重點研究了雙陽離子、陽﹣非離子，以及陰﹣陽離子復合改性膨潤土對水中重金屬離子和有機污染物的協(xié)同吸附機制、規(guī)律及影響因素，試圖為拓展膨潤土的功能改性及其在廢水處理中的應用提供

2、理論依據(jù)和技術基礎。論文取得了以下一些創(chuàng)新性成果：
　　 (1)提出了一種將改變表面性質與植入功能柱撐劑結合，復合改性膨潤土的新方法。季銨鹽陽離子表面活性劑CTMA和金屬有機絡合劑L能通過陽離子交換穩(wěn)定柱撐在膨潤土的片層結構中。復合改性后的膨潤土表面疏水性增強，層間距和比表面積發(fā)生明顯改變。例如，與單一改性膨潤土CTMA-Bent相比，用CTMA和AET復合改性的雙陽離子膨潤土，其層間距減小、比表面積增大；而用CTMA和TETA

3、陽-非離子復合改性后的膨潤土，其層間距增大、比表面積減小。
　　 (2)探明了復合改性膨潤土CTMA-L-Bent對水中重金屬離子和有機物的協(xié)同吸附機理及影響因素。復合改性膨潤土對水中有機物的吸附以分配作用為主，有機物的極性越弱，溶解度越小及辛醇-水分配系數(shù)越大，就越容易被優(yōu)先吸附；對水中重金屬的吸附主要為絡合反應，重金屬離子的水化能越小、所形成絡合物的穩(wěn)定性越高，越容易被優(yōu)先吸附。例如，CTMA-En-Bent吸附水中重金屬離

4、子和有機污染物的順序分別為：pb2+>Cu2+>Cd2+和對硝基苯酚>苯胺>苯酚。改性劑配比和溶液PH是影響復合改性膨潤土吸附性能的重要因素，在pH為4～10的范圍，復合改性膨潤土CTMA-L-Bent吸附水中重金屬離子和有機物的能力很強。CTMA-L-Bent能協(xié)同吸附水中有機物和重金屬：對有機物的吸附性能越好，對重金屬離子的吸附能力就越強。例如，當改性劑濃度相同時，用CTMA與氨羧絡合劑（乙二胺-En、三乙烯四胺-TETA和四乙烯五

5、胺-TEPA）復合改性的膨潤土，對混合水溶液中重金屬離子和有機物的吸附能力均為：CTMA-TEPA-Bent>CTMA-TETA-Bent>CTMA-En-Bent。
　　 (3)發(fā)明了復合改性膨潤土再生利用的新技術—酸浸潤法。用較低濃度（0.1～1.0 mol/L）的HC1溶液浸潤已吸附污染物的復合改性膨潤土，可將重金屬離子和有機物基本解吸，并可多次吸附處理水中有機物和重金屬離子，且吸附性能良好。例如，當用0.1 mol·L-