杭锦土负载纳米零价铁对水中甲基橙的脱色研究

以杭锦土、FeCl_3·6H_2O和NaBH_4为原料,采用液相还原法制备了杭锦土负载纳米零价铁(NZVI@HJ),扫描电镜和XRD表征结果显示纳米零价铁均匀分散在杭锦土上。对甲基橙模拟废水进行吸附降解实验,考察投加量、负载比、pH、初始浓度、温度等因素对NZVI@HJ降解甲基橙效果的影响。结果表明:在投加量为3 g/L、纳米零价铁与杭锦土的最佳负载比(质量比)为1∶3、pH为3.0、温度为25℃条件下反应10 min,NZVI@HJ对甲基橙的去除率达到97.77%。NZVI@HJ对甲基橙的降解过程遵循一级反应动力学规律。

杭锦土与膨润土的合成吸水树脂及其性能对比

利用杭锦土和膨润土合成了吸水树脂,通过SEM、DSC、IR、杭锦土和膨润土粒径及化学成分分析比较了吸水树脂的接枝率、凝胶强度和老化率,研究结果表明:与膨润土相比,杭锦土合成的吸水树脂的接枝率更高、凝胶强度更大,且更耐老化。

杭锦土/P(AA-AM)复合高吸水树脂合成实验研究

以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾/亚硫酸钠为引发剂,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,采用微波法合成杭锦土聚合丙烯酸钠-丙烯酰胺复合高吸水树脂。研究结果表明,当杭锦土添加量为50%,AM∶AA比例为25%,交联剂用量为0.05%,引发剂用量为8%,NaOH中和度为85%时,该复合材料具有最大吸水倍率,其吸蒸馏水和自来水倍率分别为628.88g/g和121.92g/g。

杭锦土／丙烯酸复合物的合成及性能

利用杭锦土和丙烯酸合成了一种高分子复合物,探索了杭锦土投加量对该复合物表观接枝率和凝胶强度的主要影响,并通过扫描电镜(SEM)、差热扫描(DSC)和红外光谱(IR)分析比较了加入杭锦土和未加入杭锦土所合成物质的性能.研究结果表明,杭锦土投加量为65%时,高分子复合物的表观接枝率为93.4%、凝胶强度为77.35%、老化率为26.7%.

铁改性杭锦土吸附剂对水中砷的去除研究

为提高天然杭锦土对水溶液中砷的吸附性能,采用氯化铁(FeCl3·6H2O)浸渍天然黏土矿物杭锦土(HJ),制备表面负载铁氧化物的铁改性杭锦土除砷吸附剂(FHJ).通过比表面积(BET)和扫描电镜(SEM)分析技术对材料进行表征以观察其微观形貌特点,通过X射线光电子能谱分析(XPS)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术测定材料组成及化学基团,以初步探究材料吸附除砷机理.通过批试验考察FHJ投加量、初始pH、共存离子及腐殖酸浓度对FHJ除砷效能的影响.结果表明:(1)当铁负载比在0~50wt%范围内时,FHJ对溶液中As(Ⅴ)吸附容量随着铁负载比的增加而增加,最佳铁负载比为33wt%,此时铁与杭锦土的理论质量比为1∶3.(2)BET分析结果表明经铁改性后,杭锦土比表面积显著增加,由71.14 m2/g增至158.50 m2/g;SEM分析显示,经改性后杭锦土表面形貌发生明显变化,结合Mapping图表明铁被有效负载到杭锦土表面.(3)批试验结果表明,As(Ⅴ)去除率随着FHJ投加量的增加而升高;溶液pH对As(Ⅴ)去除率有较大的影响,pH的降低有利于FHJ对砷酸盐的吸附.(4)FHJ除砷性能受溶液中共存离子CO32-、SiO32-影响较大,但受Cl-、SO42-、NO3-及腐殖酸影响程度比较小.(5)吸附动力学过程符合准二级动力学模型,Freundlich等温吸附模型可更好地描述FHJ吸附除砷行为(R2=0.999).(6)XPS分析结果显示,铁氧化物主要以FeOOH和Fe2O3的形态负载于杭锦土表面,FTIR表明FeOOH的羟基基团同As(Ⅴ)发生吸附作用,在FHJ除砷过程中,化学吸附是主要的吸附除砷机理.研究显示,铁改性杭锦土除砷效果良好,具有一定的应用潜力.

杭锦土负载硫化零价铁的研制及除磷性能

以具有较大比表面积和良好吸附性能的天然杭锦土为载体制备杭锦土负载硫化零价铁(HJ@S-nZVI)。优化铁负载比、硫铁摩尔比(S/Fe)以及陈化时间等制备条件,利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱(energy dispersive spectroscopy,EDS)、X射线光电子能谱(XPS)及比表面积(specific surface area,SSA)等手段对HJ@S-nZVI进行综合表征分析。考察投加量、初始pH以及共存离子等因素对HJ@S-nZVI去除磷酸盐效果的影响,并结合吸附等温线和吸附动力学研究其吸附性能和吸附机理。结果表明:HJ@S-nZVI的优化制备条件为铁负载比为0.25,S/Fe为0.01,陈化时间为10 d;SEM、EDS和元素分布图分析表明,硫化零价铁以球状颗粒形式成功负载于杭锦土表面,XPS表明HJ@S-nZVI表面铁的主要存在形态为FeS和FeOOH等;投加量、初始pH和SiO_(3)^(2−)共存对HJ@S-nZVI去除磷酸盐的效果影响较大,而SO_(4)^(2−)、CO_(3)^(2−)和Cl^(−)共存对磷酸盐的去除效果无明显竞争影响;HJ@S-nZVI对磷酸盐的吸附过程符合Freundlich等温模型(R2=0.992),不同初始浓度下,准二级动力学模型可较好地描述磷酸盐的去除过程(R2>0.995)。

铁改性杭锦土对磷的吸附及对沉积物磷释放的控制

以天然粘土矿物杭锦土(HJ)为原料,采用浸渍法制备表面负载铁氧化物的铁改性杭锦土(FHJ)吸附剂。采用BET、SEM、XRD等技术对其进行表征,并考察了铁负载比例、pH、共存离子对FHJ除磷的影响。结果表明,浸渍法成功将铁氧化物负载在杭锦土表面;溶液pH越低越有利于FHJ对磷酸盐的吸附;除磷性能受CO_(3)^(2-)、SiO_(3)^(2-)影响较大;吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,吸附除磷过程符合准二级动力学方程。通过模拟实验,在沉积物表层覆盖FHJ,沉积物TP、DTP、SRP释放量明显降低,表明FHJ能够有效控制沉积物磷的释放。

高凝胶强度吸水树脂的性能及在雨水处理中的应用

利用杭锦土合成了一种凝胶强度较大的吸水树脂，并将其用来处理雨水，考察了树脂添加量、处理时间、雨水的pH等因素对处理效果的影响；此外还利用该吸水树脂制成了强度较高的保水砖，研究了吸水树脂的添加量对保水砖失水的影响。试验结果表明：杭锦土能成功地接枝吸水树脂；加入杭锦土的吸水树脂，其凝胶强度明显提高；高凝胶强度吸水树脂能较好去除雨水中的主要污染物，100mL雨水在pH值为7～8、树脂投加量为1g左右、吸附时间为10min左右时的处理效果较好；含10％吸水树脂的生态砖，其保水性能较好，所制保水砖的其他性能达到JC943—2004标准。

环境矿物材料对吸水树脂性能的影响

利用三种环境矿物材料(杭锦土,膨润土,硅藻土)合成了吸水树脂,测定了各类吸水树脂的凝胶强度、老化率、吸水倍数和失水速率等性能,并通过矿物粒径分析和三种树脂SEM分析得出:与未添加矿物的树脂相比,三种分别添加了10%的膨润土、杭锦土和硅藻土的吸水树脂具有较高的吸水倍数和较低的失水速率,且与膨润土和硅藻土相比杭锦土合成的吸水树脂具有更大的凝胶强度、更低的老化率、更高的吸水倍数。

一种新型污水处理剂的制备及其除铅性能研究

天然杭锦 2 # 土经改性活化研制成吸附剂 ,用于处理模拟含Pb2 +废水 ,探讨了吸附剂的制备方法、吸附时间、吸附率和吸附容量。实验发现用该吸附剂处理含Pb2 +废水 ,具有吸附量大、处理效果好等优点 ,经处理后的含Pb2 +废水已达国家排放标准。