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交联蒙脱石的制备及其液相吸附行为研究

王慧娟  
【摘要】: 本论文以钠化改型后的辽宁蒙脱石为原料,用常规和微波加热的方法制备无机、有机—无机复合和有机交联蒙脱石,系统研究了其对水溶液中硝基苯、苯胺、F~-离子和Cr~(6+)离子的吸附行为,探讨了相关机理。 制备试验结果表明,两种方法制备出的无机(Imt)、有机—无机复合(OImt)和有机(Omt)交联蒙脱石的晶层间距较蒙脱石原矿(mt)均有所提高;常规法制备出的三类交联蒙脱石的d_((001))值为1.7259nm、1.8642nm和2.0742nm;比表面积为180.4770 m~2/g、16.3015m~2/g和8.9324 m~2/g;有机碳含量为0.98%、7.98%和15.38%。微波加热10min制备出的三类交联蒙脱石的d_((001))值为1.5559nm、1.4929nm和2.1551 nm;比表面积为176.5814m~2/g、30.3955 m~2/g和9.1368 m~2/g;有机碳含量为0.72%、8.68%和17.34%。两种方法制备效果相近,但微波加热法的制备效率远高于常规法。 液相吸附试验结果表明,在硝基苯水溶液初始浓度10mg/L,溶液自然pH值(≈6.5),吸附剂投加量20g/L,吸附振荡时间40min的条件下,各类蒙脱石的吸附量顺序为:Omt>OImt>mt>Imt,其中Omt的吸附量较mt提高了118.5 μg/g;相同条件下,OImt对苯胺的吸附量最大;在F~-离子溶液初始浓度50mg/L,其他因素不变的条件下,各类蒙脱石吸附量顺序为:Imt>OImt>Omt≈mt,其中Imt的吸附量较mt提高了465 μg/g;在C~(6+)离子溶液pH4,其他试验条件不变的情况下,Omt的吸附量最大。干扰电解质氯化钠的加入使OImt对苯胺的吸附量和Imt对Cr~(6+)离子的吸附量分别降低了183 μg/g和345.5 μg/g。煅烧吸附后的交联蒙脱石可再利用于吸附硝基苯和苯胺,酸浸吸附后的有机、有机—无机复合交联蒙脱石可再用于吸附Cr~(6+)离子。 相关机理研究表明,强烈吸收微波而被激活的无机、有机交联剂、水以及蒙脱石表面的羟基参与合成交联蒙脱石的反应,从而提高了制备效率;交联蒙脱石对水溶液中硝基苯的吸附是硝基苯在交联蒙脱石和水相之间分配的结果;无机和有机—无机复合交联蒙脱石对F~-离子的吸附符合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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