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有机粘土制备表征及其对水中滴滴涕类物质的吸附特性

戴荣玲  
【摘要】: 本文介绍了有机粘土矿物修复有机污染物的研究现状;重点讨论了有机沸石、有机蒙脱土和有机凹凸棒土吸附水中DDT类物质的性能、机理及规律。 分别用三种粘土矿物和两种阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)和三甲基苄基溴化铵(BTMA)制备一系列有机粘土,采用红外光谱,电镜扫描,X衍射等分析技术对有机粘土矿物的特性进行表征;并研究有机粘土对有机氯农药滴滴涕及其代谢产物的吸附情况。结果表明: 1)有机粘土经红外分析表明,阳离子表面活性剂已进入粘土层间;有机粘土有机碳含量明显大于原土;从扫描电镜照片可观察到,改性粘土表面具有晶体特征,较平坦,舒展程度大,并且改性粘土的颗粒增大;经X衍射分析表明,改性土层间距变大,并且BTMA-粘土的层问距大于HDTMA-粘土。 2)从吸附等温线可以发现,粘土原土对DDT类物质的吸附量很小,而有机粘土对DDT类物质的吸附能力大大提高。HDTMA-粘土吸附能力顺序为:zeo-H>mont-H>atta-H;BTMA-粘土吸附能力顺序为:zeo-B>mont-B>atta-B。对于四种DDT类物质来说,HDTMA-粘土对其的吸附能力与四种物质的溶解度基本成负相关;BTMA-粘土对其的吸附能力因粘土种类不同,变化比较大。 3)有机粘土和原粘土对DDE的解吸实验结果表明:随着初始浓度的增大,有机粘土和原粘土的解吸率也在增大,原粘土的解吸率明显大于有机粘土,HDTMA-粘土的解吸率最小;有机粘土和原粘土的保持量由大到小的顺序依次是:BTMA-粘土>HDTMA-粘土>粘土。 4)不同改性剂用量有机蒙脱土对DDT和DDE的吸附量随改性剂用量的增加而提高,等温吸附曲线呈线性,主要为分配作用。DDT在各HDTMA-蒙脱土上的有机碳标化分配系数K_(oc)基本为一常数,并比其在土壤中的K_(oc)值高,说明有机蒙脱土对DDT的吸附能力强于土壤对其的吸附能力,这是有机蒙脱土可用于环境污染控制修复的必要条件之一。 5)DDT和DDE在粘土和有机粘土上吸附动力学表明:伪二级动力学方程能很好地描述DDT和DDE在有机蒙脱土上的吸附动力学过程,吸附活化能较小,反应速率较快,达到平衡的时间较短;并且温度升高,DDT和DDE在有机蒙脱土上的吸附速率加快,但吸附量减少;另外,CaCl_2浓度增加,HDTMA-蒙脱土对DDE吸附量也随之增大。


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