Al-Ce柱撑膨润土的制备研究

以内蒙某地的钙基膨润土为原料,对其进行特性分析、钠化改型,再以改型膨润土为基质,采用常规水相合成法制备了蒙脱石层间Al-Ce柱撑化合物。借助X射线衍射分析(XRD),氮气吸附及扫描电镜(SEM)等分析手段,考察了Al/Ce摩尔比、柱撑剂反应温度、柱撑反应时间和柱撑化合物洗涤次数对柱撑膨润土在层间距(d001)、比表面积(BET)等性能方面的影响行为。结果表明,当n(Al)∶n(Ce)=5∶1,柱撑剂反应温度40℃,柱撑反应时间5 h,柱撑膨润土洗涤5次时,500℃煅烧后Al-Ce柱撑膨润土的层间距稳定在1.847 nm,比表面积达307.2 m^2/g,具有较好的热稳定性,可作为高性能柱撑膨润土加以应用。

膨润土的钛柱撑改性及吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ)试验研究

研究了以钛酸丁酯Ti(n-C4H9O)为原料,无水乙醇为有机溶剂,采用溶胶-凝胶法制备钛柱化剂,再用所制备钛柱化剂对膨润土进行钛柱撑钠化改性。借助SEM与XRD表征了钛柱撑改性膨润土的结构和物相。考察了溶液pH、吸附时间、改性膨润土用量对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附去除的影响及反应动力学和热力学。结果表明:改性后膨润土对电镀废水中Cr(Ⅵ)的去除效果明显;对100 mL初始质量浓度4.0 mg/L、pH=4.0的含Cr(Ⅵ)溶液,在改性膨润土用量10 g/L、室温9 min条件下吸附,Cr(Ⅵ)吸附率达98.0%;废水pH对Cr(Ⅵ)去除效果影响较大;吸附过程可用Langmuir等温吸附模型描述,Cr(Ⅵ)饱和吸附量为3.05 mg/g,吸附反应以化学吸附为主;钛柱撑改性膨润土的循环使用性能还需进一步改进,后续应采取复合改性方式进一步提高其对Cr(Ⅵ)的去除能力。

无机-有机柱撑膨润土对水中苯胺的吸附行为研究

在OH- 和Al3 + 的摩尔比为 2 .4的反应条件下 ,利用Al3 + 与碱液反应制备出Keggin离子 ,并由此制备出了无机、无机有机柱撑膨润土。XRD衍射数据表明 :经柱撑后的膨润土层间距明显增大 ,达 1 .9nm以上。研究了苯胺在 4种改性膨润土上的吸附行为 ,结果表明 :经柱撑处理后的膨润土吸附能力明显大于钠基土 ,其吸附动力学行为遵循Bangham方程和Langmuir方程所描述的规律 ,平衡吸附量qe与平衡质量浓度 ρe之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程 ,吸附表现为放热的物理吸附和有机质的分配作用。

铁钛双金属共柱撑膨润土光催化-Fenton降解苯酚

通过简单的离子交换方法成功合成了铁钛双金属共柱撑膨润土催化剂,并利用N2吸附、X射线衍射和等离子体发射光谱对所合成的样品进行了表征.以苯酚为目标污染物,考察了pH值、催化剂的投加量以及双氧水的加入量等对苯酚降解性能的影响.结果表明,在中性条件和紫外光照射下,铁钛双金属柱撑膨润土上苯酚降解率和矿化率都高达95%,且铁离子的溶出率始终低于2mg/L,均优于单一铁柱撑膨润土催化剂.经过五次循环测试,催化剂均表现出较高的活性.即使在碱性(pH=9.0)条件下,反应180min苯酚降解率也高达70.3%,表现出较好的酸碱适应性.并讨论了双金属柱撑土所具有较大的比表面积和较强的表面酸性与活性之间的关系.

铝钛柱撑系列改性膨润土处理含铬废水的应用研究

以钠基膨润土为原料,制备了铝钛无机柱撑、铝钛有机柱撑系列改性膨润土,比较了膨润土原土及铝钛无机有机柱撑改性膨润土处理含铬废水的性能,探讨了改性膨润土用量、pH值、搅拌时间等因素对膨润土吸附Cr(Ⅵ)实验的影响。结果表明:有机柱撑改性膨润土、无机柱撑改性膨润土对废水的处理效果明显好于原土;膨润土用量、废水的pH对Cr(Ⅵ)的吸附效率影响很大;在无机柱撑改性中,当pH为4,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到66 5%;在有机柱撑改性中,当pH为5,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到94 6%;铝钛无机、有机柱撑改性膨润土对铬离子水样处理的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量和Langmuir常数分别为9 823,8 790mg g和4 5167,4 327。

焙烧温度对TiO_2柱撑膨润土结构、吸附及光催化性能的影响

采用酸性溶胶法合成了TiO2柱撑膨润土(Ti-Na-MMT),采用XRD,FTIR,TG-DTA,BET和DRS等技术,研究了焙烧温度对Ti-Na-MMT结构和处理偶氮染料废水性能的影响.结果表明,所制备的Ti-Na-MMT具有较好的热稳定性,经773K热处理后,其结构仍基本保持不变.随着焙烧温度的升高,晶面间距逐渐减少.Ti-Na-MMT的比表面积、孔体积、孔径分布等特征以及TiO2晶粒粒径与煅烧温度有关;在473K下,焙烧制备的Ti-Na-MMT BET的比表面积和最大孔容最大,平均孔径和TiO2粒径最小;随着焙烧温度的进一步升高,TiO2粒子发生团聚,粒径变大,从而Ti-Na-MMT的比表面积和最大孔容减小,而其平均孔径呈增大趋势.DRS结果表明,在473K下焙烧制备的Ti-Na-MMT对光的吸收能力最强.焙烧温度对Ti-Na-MMT的吸附性能和光催化活性的影响规律一致,这表明吸附和光催化过程存在一定的协同作用.473K时制备的Ti-Na-MMT表现出的吸附和光催化活性均最强.

水中硝基苯在柱撑膨润土上的吸附行为

在 [OH-]/ [Al3 + ]=2 4的反应条件下 ,利用Al3 + 与碱液反应制备出Keggin离子 ,并由此制备出了无机、无机 有机柱撑膨润土 ,XRD 衍射数据表明 ,经柱撑后的膨润土层间距明显增大 ,达 1 9nm以上 .研究了硝基苯在 4种改性膨润土上的吸附行为 ,结果表明 :经柱撑处理后的膨润土吸附能力明显大于钠基土 ,其吸附动力学行为遵循Bingham方程和Langmuir方程所描述的规律 ,平衡吸附量 qe 与平衡浓度Ce 之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程 ,吸附表现为放热的物理吸附和有机质的分配作用 .

羟基金属柱撑膨润土吸附氟的性能研究

将膨润土进行改性制得4种羟基金属柱撑膨润土,用XRD考察了层间结构,并将它们应用于含氟废水的吸附处理中,研究了各种吸附剂的吸附速率、介质的pH、吸附剂用量、饱和吸附曲线和吸附剂的重复使用性。结果表明,改性得到的羟基金属柱撑膨润土的层间距都明显变大,在实验条件下对氟离子的吸附性能为羟基铁铝复合柱撑膨润土>羟基铁柱撑膨润土>羟基铝柱撑膨润土。该类吸附剂对氟离子还具有较好的重复使用性。

EDTA络合铜在无机柱撑膨润土上的吸附研究

利用天然膨润土、羟基铁和羟基铁铝柱撑膨润土,进行吸附EDTA络合铜离子(EDTA-Cu)的实验。研究了溶液中EDTA与Cu2+摩尔比、pH值、吸附时间对吸附过程的影响和吸附等温线的变化规律。结果表明,达到吸附平衡的时间为1 h;pH值对天然膨润土的吸附影响甚小,柱撑膨润土的最佳吸附pH在6～8之间;膨润土的分配系数随着溶液中EDTA与Cu2+的摩尔比的增加而减少,当摩尔比>2后,分配系数趋于稳定;柱撑膨润土羟基吸附位的活性是决定吸附性能的关键因素;吸附过程符合Langmu ir和Freund lich等温吸附模型,吸附容量的大小和吸附作用强弱的顺序为:羟基铁铝膨润土>羟基铁膨润土>天然膨润土。

由钙基膨润土直接合成钛柱撑膨润土

以钙基膨润土为原料,未经钠化处理,直接以四氯化钛、丙三醇组成的钛柱撑剂,在水热条件下制备了钛柱撑膨润土(titanium pillared clay,Ti-PILC)。探讨了制备Ti-PILC的工艺参数对其结构性能的影响。筛选出最佳工艺参数为:悬浮液浓度为5%,钛土比为20mmol/g,140℃水热合成3h。所得Ti-PILC层间距达1.962nm,比表面积186m2/g。在500℃以下具有良好的热稳定性。光催化显示:该Ti-PILC在紫外光照射下能持续稳定地生成羟基自由基,适于低浓度甲基橙的降解,而经钾离子修饰过的催化剂更适于高浓度降解。

无机柱撑膨润土对有机锡废水中锡的吸附研究

利用天然膨润土、羟基铁和羟基铁铝柱撑膨润土进行了吸附有机锡废水中总锡的实验。研究了膨润土投加量、pH、吸附时间和吸附等温线的变化规律。结果表明,达到吸附平衡的时间为1h;总锡的吸附去除率最佳吸附pH在6.0～9.0;膨润土的投加量大于10g/L时,总锡吸附去除率可达到最大值;总锡在天然膨润土上的吸附符合Freundlich吸附等温方程,而总锡在柱撑膨润土上的吸附同时符合Freundlich和Langmuir吸附等温方程;柱撑膨润土吸附活性位的数量是决定吸附性能的关键因素。在对总锡的吸附过程中,膨润土吸附容量的大小和吸附作用强弱的顺序为:羟基铁铝柱撑膨润土>羟基铁柱撑膨润土>天然膨润土。

Al_(13)柱撑膨润土的制备及柱化影响因素的研究

以钠化改型后的内蒙古高庙子膨润土为原料,Al13高聚体为柱化剂,采用水热离子交换法,合成了Al13高聚体柱撑膨润土(Al13 pillared Clay,Al13-PILC)。通过X-射线粉晶衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析了产物的结构和形貌,探讨了制备Al13-PILC的工艺参数对结构的影响。结果表明,钠化后的膨润土呈现大而薄的颗粒,铝柱撑膨润土颗粒仍保留了较完整的层状和片状结构;铝柱撑剂撑开的d(001)层间距可达1.889nm;最佳工艺参数为:铝/土比10mmol/g,水热反应温度90℃,柱撑老化时间72h。

铝钛柱撑改性膨润土处理两种模拟废水的实验研究

以钠基膨润土为原料制备了铝钛无机柱撑、铝钛有机柱撑改性膨润土 ,确定了改性膨润土的最佳铝钛比和铝土比 ,并将其应用于模拟废水、化学实验室废水的处理。与原土进行比较 ,探讨了用量、pH值、搅拌时间等对COD去除率、色度去除率、浊度去除率的影响 ,通过正交实验对实验条件进行了优化。结果表明 :有机柱撑改性膨润土、无机柱撑改性膨润土对废水的处理效果均明显好于原土 ,对废水色度、浊度的去除率均大于 93% ;对废水COD的去除效果 ,有机柱撑改性膨润土比无机柱撑改性膨润土有较大提高 ,去除率最高达 6 6 .31% ,结果令人满意。

微波辅助制备柱撑膨润土对刚果红的吸附性能

用微波辅助制备锆铝柱撑膨润土,考察其对废水中刚果红染料的吸附行为,并对吸附前后柱撑膨润土进行表征,以探索吸附机理.结果表明,在原始溶液pH和室温条件下,初始浓度为50mg/L的刚果红溶液,吸附剂用量为4g/L时,吸附45min后即能达到吸附平衡,柱撑膨润土的吸附容量为12.17mg/g,脱色率达97.64%;其吸附过程符合准二级动力学方程,粒子扩散不是唯一的速率控制步骤;锆铝柱撑膨润土对刚果红的等温吸附符合Langmuir方程;XRD与FT-IR表征结果表明,吸附过程主要以物理吸附为主.

铁铝柱撑膨润土组成特征及其磷吸附性能研究

利用天然膨润土合成了铁柱撑膨润土(Fe1-Mt、Fe10-M)t、羟基铁膨润土(FeOx-M)t、羟基铝膨润土(AlOx-M)t和羟基铝铁膨润土复合体(AlFe-M)t,对其化学组成和矿物组成等特征进行分析,比较了5种不同铁铝柱撑膨润土对磷污染水体的吸附净化性能,并通过等温吸附试验探讨了柱撑膨润土对磷的吸附机制。结果发现,不同铁铝柱撑均可以增加天然膨润土的层间距,其中以羟基铝铁膨润土复合体的层间距增加最明显,与原土相比增加约为2倍。5种不同铁铝柱撑均能显著增强膨润土对磷污染水体的吸附净化能力,其中以FeOx-Mt的理论磷吸附容量最大,为12.03mg.g-1,其次为Fe10-Mt、AlFe-Mt和AlOx-Mt,吸附等温曲线同时符合Freundlich方程和Langmuir方程,均达显著水平。结果表明,除膨润土层间距外,不同铁铝柱撑膨润土的磷吸附能力主要与铁铝氧化物的含量及铁的存在形态相关。

TiO_2柱撑膨润土对染料茜素红的吸附行为

以Sol-Gel法制备TiO2溶胶和掺杂钇的TiO2溶胶为柱化剂，制备出了TiO2柱撑膨润土和掺杂钇的TiO2柱撑膨润土；X射线衍射分析表明，经柱撑后的膨润土层间距明显增大，达1．9nm以上，经500℃煅烧后其层间距稳定在1．8nm以上。研究了茜索红在4种TiO2柱撑膨润土上的吸附行为。结果表明，4种TiO2柱撑膨润土吸附染料茜素红的速率和吸附量均较大，其吸附动力学行为均遵循Bangham方程和Langmuir方程所描述的规律。平衡吸附量qc与平衡浓度ρc之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程。其吸附均为吸热过程，吸附热值在20～23kJ／mol范围，吸附表现为表面物理吸附和离子交换作用。

Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中铅离子的吸附性能研究

以羟基铁铝为柱化剂制备了Fe-Al柱撑膨润土,并研究了其对水溶液中铅离子的吸附去除性能。结果表明:Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铅离子有很好的去除效果,当其用量为20g/L时,水溶液中铅离子的吸附去除率达到88.4%;Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铅离子的吸附在60min时达到平衡;溶液pH值对水溶液中铅离子的去除有一定的影响,中性和弱碱性条件下的去除率大于酸性时。平衡吸附量与吸附平衡浓度之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。

镍硅交联-有机柱撑改性膨润土的应用研究

制备了镍硅交联 有机柱撑改性膨润土 ,并应用于模拟废水、实验室废水 ,对水处理影响因素进行了优化 ,改性后膨润土对废水中CODCr、Cr6 + 、色度、浊度的去除率分别达到 4 8 8%、88 2 %、6 6 7%、85 9% ,处理效果显著。

Fe-Al柱撑膨润土的制备及其非均相Fenton降解橙黄Ⅱ(英文)

通过离子交换方法制备不同Fe含量的Fe-Al柱撑膨润土,并且研究了其作为非均相Fenton催化剂降解橙黄II的性能.通过X射线粉末衍射(XRD),比表面积(SBET),傅里叶变换红外(FTIR)光谱,拉曼(Raman)光谱和扫描电子显微镜(SEM)研究其结构特征.结果显示,钠化膨润土的层间距为1.24 nm,经过柱撑之后,Al柱撑膨润土的层间距增大到1.77 nm,Fe-Al柱撑膨润土为1.72 nm左右,并且比表面积也有明显增大.XRD和Raman结果表明Fe/(Fe+Al)摩尔比达到20%时,样品中出现α-Fe2O3,膨润土未能形成柱撑.在橙黄II初始浓度为100 mg L-1,催化剂用量为1.0 g L-1,温度为40°C,pH为3.0,H2O2初始浓度为10 mmol L-1的条件下,考察了柱撑膨润土的Fenton催化活性.结果表明,Fe-Al柱撑膨润土的催化性能随着Fe含量的增多先增大后略有降低,当Fe/(Fe+Al)摩尔比为10%时达到最大,橙黄II溶液在4 h内色度去除率和化学需氧量(CODCr)去除率分别达到100%和87.73%,并且降解反应为非均相Fenton反应.研究了Fe-Al柱撑膨润土的重复使用性.催化剂循环使用4次,仍然具有良好的活性.

成型膨润土和钛柱撑膨润土对水中Pb^(2+)和氯乙酸吸附及再生

针对水中微量铅离子和氯乙酸的脱除,考察了成型膨润土及成型钛柱撑膨润土的吸附性能,得出对铅离子的吸附,成型膨润土、成型钛柱撑膨润土与粉末状活性炭性能相当,而对氯乙酸的吸附前两者要比粉末状活性炭低好多。确定了成型膨润土吸附氯乙酸后可用沸水煮沸30 min的方法再生,成型钛柱撑膨润土吸附氯乙酸后,可用500℃焙烧3 h的方法再生,再生的膨润土循环使用3次后性能降低明显。此外,还测得了成型的膨润土及成型的钛柱撑膨润土吸附铅离子和氯乙酸的等温线,计算出其对铅的最大吸附量分别为24.33 mg/g和15.47 mg/g。