近現(xiàn)代工業(yè)進步伴隨著大量環(huán)境污染問題,其環(huán)境影響逐漸凸顯出來,其中水體受重金屬離子污染的問題尤為受公眾關(guān)注。在眾多重金屬廢水的處理方法中,吸附是一種適用面較廣的處理技術(shù)。膨潤土是一種價格低廉、以蒙脫石為主要成分的黏土礦物材料,在廢水的吸附處理中得以應用。但存在的問題是,要想從廢水中分離提取重金屬,則需要提高膨潤土對重金屬離子吸附的選擇性和吸附及再生效率。針對這一問題,本論文以鈉基膨潤土為原材料探索對膨潤土的多種改性制備方法,采用XRD、FT-IR、SEM、BET等對改性膨潤土進行綜合性能表征,并探索了改性膨潤土對重金屬離子的吸附性能及被吸附后重金屬離子的脫附再生性能,并對改性后膨潤土的吸附機理進行了探討。主要得到以下研究結(jié)果:(1)以十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)為改性劑對鈉基膨潤土進行改性制備有機改性膨潤土。通過性能表征發(fā)現(xiàn)有機改性膨潤土的層間距明顯增大且保持膨潤土原有結(jié)構(gòu),形貌無明顯卷曲現(xiàn)象,層狀結(jié)構(gòu)更加松散。有機改性膨潤土對Cd~(2+)、Cu~(2+)進行吸附性能的研究發(fā)現(xiàn)在不同實驗條件下有機改性膨潤土對Cd~(2+)的吸附去除效果比較好。對有機改性膨潤土吸附后的Cd~(2+)、Cu~(2+)進行再生性能研究發(fā)現(xiàn),相比之下,氨水對Cu~(2+)的再生效果比Cd~(2+)的強,但兩者再生率均不高;檸檬酸對Cu~(2+)的再生效果比Cd~(2+)強,且當檸檬酸濃度為0.5mg/L時對Cu~(2+)的再生率達到79.1%。有機改性膨潤土對Cd~(2+)更符合Langmuir吸附模型。(2)采用十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)+十二烷基硫酸鈉(SDS)陰陽離子復合改性的膨潤土層間距增大到1.998nm,片狀結(jié)構(gòu)疏松且舒張,孔隙度增加;對Cd~(2+)的吸附去除率在120min時達到最大,吸附劑投加量為0.2g時Cd~(2+)去除效果最好。為了強化分離效率,研究還采用FeCl3·6H2O為磁源改性得到磁改性膨潤土,通過XRD性能表征發(fā)現(xiàn)層間距增大為1.402nm,有膨潤土、Fe3O4的衍射特征峰存在;磁改性膨潤土對Cd~(2+)、Cu~(2+)的去除速度快且對Cd~(2+)的吸附去除效果更強;不同pH條件下磁改性膨潤土對Cd~(2+)、Cu~(2+)去除效果不同,pH為6時吸附去除效果最好。(3)采用磺化煤油中分散三辛胺制取膜相后在有機改性膨潤土上進行覆蓋得到覆膜有機改性膨潤土。通過性能表征發(fā)現(xiàn)覆膜有機改性膨潤土的層間距增加至2.107nm,形貌呈現(xiàn)平整層狀結(jié)構(gòu)且松散,表面明亮且有明顯的油狀薄膜存在。覆膜有機改性膨潤土對Cd~(2+)、Cu~(2+)進行吸附性能研究發(fā)現(xiàn)在不同實驗條件下覆膜有機改性膨潤土對Cd~(2+)的吸附去除效果較好。對覆膜有機改性膨潤土吸附后的Cd~(2+)、Cu~(2+)進行再生性能研究發(fā)現(xiàn),氨水對Cu~(2+)的脫附速度很快,在2min時便達到最大為50.2%;檸檬酸在濃度為0.05mg/L時對Cu~(2+)的再生率達到75.5%,卻對Cd~(2+)的再生率均不超過20%。覆膜有機改性膨潤土對Cd~(2+)更符合Langmuir吸附模型。
【學位單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TQ424;X703
【部分圖文】：

本論文中不同改性膨潤土吸附Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋后，上清液中的Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋的濃逡逑度均采用火焰原子吸收法進行測定。標準系列利用Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋標準溶液稀釋至逡逑一定濃度制得。Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋分別的原子吸收標準曲線（圖２．１和２．２）。逡逑０．５邋邐逡逑■逡逑ｙ邋＝邋０．１１８２ｘ－０．００９７逡逑Ｒ２邋＝邋０．９９９逡逑０．３邋－逡逑ｔｏ逡逑＜邐＂逡逑０．２邋－逡逑０．１邋－邋■逡逑■逡逑０．０邋邐邐邐１邐＇邐１邐＇邐＇邐邐邐１邐逡逑０邐１２邐３邐４逡逑ｃ邋（Ｃｄ２＋）邋／邋（ｍｇ／Ｌ）逡逑圖２．１邋Ｃｄ２＋標準曲線逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｆｏｒ邋Ｃｄ２＋逡逑１４逡逑

本論文中不同改性膨潤土吸附Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋后，上清液中的Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋的濃逡逑度均采用火焰原子吸收法進行測定。標準系列利用Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋標準溶液稀釋至逡逑一定濃度制得。Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋分別的原子吸收標準曲線（圖２．１和２．２）。逡逑０．５邋邐逡逑■逡逑ｙ邋＝邋０．１１８２ｘ－０．００９７逡逑Ｒ２邋＝邋０．９９９逡逑０．３邋－逡逑ｔｏ逡逑＜邐＂逡逑０．２邋－逡逑０．１邋－邋■逡逑■逡逑０．０邋邐邐邐１邐＇邐１邐＇邐＇邐邐邐１邐逡逑０邐１２邐３邐４逡逑ｃ邋（Ｃｄ２＋）邋／邋（ｍｇ／Ｌ）逡逑圖２．１邋Ｃｄ２＋標準曲線逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｆｏｒ邋Ｃｄ２＋逡逑１４逡逑

圖３．１邋ＸＲＤ圖譜，ａ：鈉基膨潤土；邋ｂ：有機改性膨潤土逡逑Ｆｉｇ．３．１邋Ｔｈｅ邋ＸＲＤ邋ｐａｔｔｅｒｎｓ，邋ａ：邋ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ；邋ｂ：邋ＣＴＭＡＢ－Ｂ逡逑在Ｘ射線衍射圖中（圖３．１），ｄ值表示層間距的大小，數(shù)據(jù)庫中的鈉基膨逡逑潤土層間距為１．２５３ｎｍ，本實驗中采用的鈉基膨潤土層間距為１．２２７ｎｍ，有機逡逑改性后的膨潤土層間距為１．９７２ｍｎ，采用十六烷基三甲基溴化銨改性后ｄ層面逡逑衍射角均向低角度方向偏移，層間距ｄ從１．２２７ｎｍ增加到１．９７２ｎｍ，說明有機逡逑改性劑己進入到膨潤土內(nèi)部。有機改性后層間距增加的原因是［％有機改性劑的逡逑碳鏈離子因膨潤土的離子交換作用進入到膨潤土的結(jié)構(gòu)層間，有機改性劑的碳逡逑氫鍵因范德華力的存在而與膨潤土晶體結(jié)構(gòu)上存在的強非極性的質(zhì)點發(fā)生吸附逡逑作用而結(jié)合在一起。該作用致使膨潤土晶體結(jié)構(gòu)層間所帶的正電荷增多，這樣逡逑膨潤土的晶體結(jié)構(gòu)的層間由于同種電荷的相互排斥作用增大擴大了結(jié)構(gòu)的層間逡逑距ｄ。逡逑３．２．２邋ＦＴ－ＩＲ邋分析逡逑將鈉基膨潤土和有機改性膨潤土分別進行紅外光譜測試。逡逑在紅外光譜曲線圖中（圖３．２）發(fā)現(xiàn)，改性前后兩種土都具有膨潤土的特征逡逑峰，但與鈉基膨潤土相比較，有機改性膨潤土光譜的峰發(fā)生了發(fā)生了一定的變逡逑化

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本文編號：2812289