改性煤矸石基沸石对水中腐殖酸的吸附性能

以煤矸石为原料,采用NaOH碱熔水热合成法制备NaX型沸石,并采用阳离子表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)对其进行改性。采用比表面积测试法、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱等表征手段对改性沸石(surfactant modified zeolite,SMZ)进行表征分析。选用CCD响应曲面法构建以腐殖酸(humic acid,HA)浓度、初始pH和改性沸石投加量为影响因素,HA去除率为响应值的预测模型,确定最佳吸附条件。结果表明,SMZ表面变得粗糙,DDAB成功负载到沸石外表面。各影响因素对吸附效果的影响顺序依次为:pH>HA浓度>吸附剂投加量。最佳吸附条件下的HA浓度为10mg/L、pH为4.55、改性沸石投加量为5.5g/L,此时对应的HA去除率为88.71%。本研究表明,煤矸石基改性沸石对HA的吸附性能明显提升,对去除水中HA具有潜在的应用价值。

煤矸石对矿井水中溶解性有机物动态吸附去除性能

以煤矸石为吸附剂,并以溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOM)作为吸附质,进行吸附柱动态实验,探究DOM浓度、矿井水矿化度、煤矸石粒径及进水流速对煤矸石吸附去除DOM的影响.结果表明:煤矸石对DOM的吸附主要发生在煤矸石表面,其表面羟基及孔隙与DOM中各种官能团相结合形成配合物;低矿化度、小粒径煤矸石和低进水流速能够延长煤矸石吸附饱和时间,且维持一个较高的去除率,Thomas吸附模型能够很好的描述煤矸石动态吸附DOM过程.

煤矸石对高矿化度矿井水中溶解性有机质的吸附性能

以煤矿地下水库中采集煤矸石为吸附剂,以溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)为目标污染物,探究煤矸石对DOM的吸附性能.采用SEM、BET、BJH、XRF对煤矸石进行表征,并研究了煤矸石吸附剂投加量、反应温度和初始DOM质量浓度等因素对去除率的影响.结果表明,煤矸石呈片层状结构,颗粒间孔隙较发达,且其BET比表面积为5.697 m^(2)/g.在DOM溶液质量浓度为20 mg/L、煤矸石投加量为20 g/L、温度为25℃和吸附时间为12 h的条件下,煤矸石对DOM的平衡吸附量为0.748 mg/g, DOM去除率可达74.78%.煤矸石吸附DOM的实验数据可以用Langmuir等温线和准二级动力学模型模拟.说明吸附过程为单分子层吸附,以化学吸附为主.热力学分析结果表明该过程为自发性吸热反应过程.深入探究了煤矸石净化高矿化度矿井水中DOM的净化性能及其净化机制,以期为以宁东矿区为代表的高矿化度矿井水地下水库存储水质安全提供一定理论支持和技术指导,为解决以宁东矿区为代表的西部煤矿区水资源短缺提供理论方案.