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《武汉理工大学》 2005年
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柱撑酸化膨润土的制备及其在染料废水处理中的应用

李志维  
【摘要】:以辽宁某地钙基膨润土为原料,先用一定质量分数的硫酸对其进行酸性活化得到酸化膨润土,并借助X-射线衍射(XRD)分析、比表面积测定对其结构进行表征,找出最佳制备条件;再在微波场中用AlCl_3对其进行无机柱撑,制备得到柱撑酸化膨润土,并对其结构进行表征,找出最佳制备条件。针对目前酸化膨润土和柱撑膨润土处理一些特别难处理和对处理效果要求很高的染料废水来说,还不能达到理想的处理效果,不能达到国家废水排放标准,所以探索更新型的环保功能材料势在必行。试验研究了柱撑酸化膨润土对染料废水的处理效果,探讨了它降解处理染料废水相关机理,并初探了其再生利用的可行性。目前国内外对柱撑酸化膨润土的相关试验研究少见报道。 制备试验结果表明,原土经酸性活化后d_((001))由原来的1.5396nm增加到1.6185nm,比表面积由原来的75.7268m~2/g增加到186.5307m~2/g;再在微波场中经无机柱撑后,d_((001))再次增大到1.8324nm,比表面积也再次增加到232.8782m~2/g,原膨润土的膨胀性、吸附性及表面积等特性显著提高,这些都说明微波加热制备效率高于常规法。 废水吸附试验结果表明,分别在模拟染料废水酸性大红溶液(初始浓度为25mg/L、溶液自然pH=6.1)、模拟染料废水分散艳蓝溶液(初始浓度为60mg/L、溶液自然pH=5.9)及鄂州某染料厂实际染料废水(成分复杂,pH=8.3,COD为848.55mg/L),中吸附剂投加量20g/L,吸附振荡时间1h的条件下,各类改性膨润土对染料废水试验吸附效果顺序为:柱撑酸化膨润土柱撑膨润土酸化膨润土酸化柱撑膨润土钠化膨润土原土(所有改性膨润土均为试验制备),从而说明研究柱撑酸化膨润土有一定的意义。煅烧再生柱撑酸化膨润土试验证明,煅烧吸附了染料废水的柱撑酸化膨润土可再利用于吸附染料废水,说明柱撑酸化膨润土具备循环再生利用价值。 相关机理研究表明,强烈吸收微波而被激活的无机柱撑剂、水以及膨润土表面的羟基参与合成柱撑酸化膨润土的反应,从而提高了制备效率;柱撑酸化膨润土对染料废水中有机物的吸附取决于膨润土的内部结构和表面活性及废水中的有机物在柱撑酸化膨润土和水相之间的分配结果;柱撑酸化膨润土对染料废水中有机物的吸附符合Freundlich吸附等温方程,吸附模型符合Bowden有关表面吸附阴离子的普遍模型。
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