CTMAB/凹凸棒土颗粒的制备及其吸附Cr(Ⅵ)性能研究

以凹凸棒土粉末为原料经一定工艺制得凹凸棒土颗粒,采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为改性剂,通过微波改性合成了CTMAB/凹凸棒土颗粒,确定了最佳制备工艺条件为煅烧温度550℃,改性剂浓度80 mmol/L,微波改性时间6 min。考察了Cr(Ⅵ)溶液初始浓度和p H的影响,当Cr(Ⅵ)溶液浓度为20 mg/L,p H=5.6,CTMAB/凹凸棒土颗粒投加量为4 g/L时,在最佳条件下制备的CTMAB/凹凸棒土颗粒对Cr(Ⅵ)的去除率为90.7%。结果表明:改性后CTMAB进入到了凹凸棒土颗粒的表面及孔道,使其所带电性由负转为正,因而对以阴离子重铬酸根存在的Cr(Ⅵ)有更好的吸附性能,且Zeta电位随p H升高而降低,与去除Cr(Ⅵ)效率变化一致。吸附过程符合Langmuir等温线和Lagergren准二级速率方程,表明吸附为一种快速的单分子层化学吸附。

颗粒型凹凸棒土的高温活化及其吸附富集水中Pb^(2+)的研究

以粉末凹凸棒土为原料制备了颗粒状凹凸棒土,并采用高温煅烧使增大机械强度和活化一步完成。考察了煅烧温度对颗粒凹土晶相结构、形貌、比表面积和孔容以及吸附富集水中Pb^(2+)性能的影响,结果表明:适当提高煅烧温度,可以增大颗粒凹土的孔体积并提高吸附去除Pb^(2+)的性能,但使其比表面积减小、晶相结构破坏;凹土颗粒通过中和沉淀、表面吸附、离子交换吸附和过滤截留等作用吸附富集水中的Pb^(2+);当进水中Pb^(2+)浓度为20 mg/L时,凹土颗粒吸附柱的穿透时间和吸附饱和时间分别为80 h和160 h。饱和时凹土颗粒中铅含量达到了14.23%,可通过选矿和冶炼工艺对其中的铅加以回收。

凹凸棒土颗粒吸附剂制备优化及对铅、铜吸附研究

以凹凸棒土为基材,采取混匀、搅拌、造粒和热处理的工艺,制备颗粒状吸附剂。重点研究物料配比和焙烧温度对吸附剂去除Pb^(2+)和Cu^(2+)的影响。通过静态吸附实验研究颗粒吸附剂对Pb^(2+)和Cu^(2+)的吸附特性。结果表明随着膨润土和海藻酸钠添加剂量增大,颗粒吸附剂对Pb^(2+)和Cu^(2+)去除率增大。随着焙烧温度的提高,Pb^(2+)和Cu^(2+)的吸附去除率不断降低。凹凸棒土颗粒吸附剂对Pb^(2+)和Cu^(2+)的吸附过程遵循准一级反应动力学模型;Langmuir吸附等温式和Freundlieh吸附等温式均可较好地描述颗粒吸附剂对Pb^(2+)和Cu^(2+)的等温吸附特性。颗粒吸附剂的最佳制备条件为物料配比凹凸棒土:海藻酸钠:膨润土=100:7:8(以质量计),焙烧温度500℃。

13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料吸附Zn2+的研究

以13X分子筛和天然黏土矿物凹凸棒土为原料,制备了13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料,并借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等对复合材料结构与形貌进行表征,考察了不同煅烧温度及不同Zn2+浓度条件下13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料对水中Zn2+的吸附行为。结果表明,煅烧温度为550℃时,所制复合材料孔隙结构发达且抗压强度高、吸附性能好;吸附过程符合拟二级动力学,等温吸附实验数据符合Langmuir模型,复合材料对Zn2+的最大吸附量可达99.01mg·g-1;吸附速率的主要控制步骤为颗粒内扩散,此外,吸附过程中同时存在离子交换和化学沉淀。

粒状钙离子吸附剂的研制

以研制粒状钙离子吸附剂为目的,采用吸附材料与粘结剂、增孔剂、水等辅助物料混合的方法,进行了粘结剂筛选和粒状吸附剂的制备试验。结果表明:以13X沸石为吸附材料,凹凸棒土为粘结剂;按照沸石、凹凸棒土、精煤粉15∶4∶1的配比,煅烧温度为650℃制得的粒状吸附剂性能最优;钙离子吸附量达到30.81 mg/g,损失率为1.76%;缩小吸附剂粒径、吸附速率增大;延长吸附时间,吸附量增加,120 m in时基本达到饱和。

改性凹凸棒土对磺胺甲噁唑的吸附研究

凹凸棒土是一种廉价并具有良好应用前景的材料。为进一步提高凹凸棒土对磺胺类抗生素的去除能力,该文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和预处理过的凹凸棒土(ATP)为原材料对其进行改性处理,制得改性凹凸棒土,标记为CTMAB/ATP。以磺胺甲噁唑为研究对象,研究了CTMAB/ATP对水中磺胺甲噁唑的吸附性能和效果,通过间歇吸附实验,考察了吸附时间、初始浓度、pH、温度和腐殖酸等共存时对吸附过程的影响。研究结果表明,CTMAB/ATP对水中磺胺甲噁唑的吸附过程能较好地符合拟二级动力学模型,拟合结果q_(e)为0.1748 mg/g,与实验测试结果0.175 mg/g基本吻合。Langmuir方程比Freundlich方程更能较好地描述其吸附行为,温度的升高对磺胺甲噁唑的吸附去除率有一定的不利影响;pH对磺胺甲噁唑的吸附去除基本没有影响,腐殖酸的存在使磺胺甲噁唑的吸附效果略有下降。以上结果为处理水中磺胺甲噁唑提供重要的参考数据。

新型凹凸棒土颗粒吸附剂对亚甲基蓝和刚果红的吸附研究

利用海藻酸钠和氯化钙的凝胶化,包埋制备有机凹凸棒土颗粒(GOAT)吸附剂,通过批量实验考察了制备的吸附剂对水中亚甲基蓝(MB)、刚果红(CR)的吸附行为。实验结果表明,GOAT对MB和CR的吸附行为都更符合准二级吸附动力学方程,吸附等温线符合Langumir方程。吸附量的大小与溶液的初始p H值有关,且增加盐浓度,GOAT的吸附能力增加。

酸活化凹凸棒黏土对印染废水中亚甲基蓝的吸附性能

通过稀硫酸活化凹凸棒黏土,再与高黏土混合,制备颗粒黏土吸附剂。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、N_2吸附-脱附等温线和傅里叶红外光谱(FT-IR)对吸附剂粉末进行表征测试。结果表明:凹凸棒黏土由水硅锰钙石(Kittatinnyite)、坡缕石(Palygorskite)和石英(Quratz)3种成分组成;黏土表面呈杂乱堆积的纤维状和针棒状,比表面积高达126.43 m^2·g-1;动力学吸附数据符合准二级动力学模型和离子内扩散模型,热力学吸附数据符合Langmuir吸附模型,在323 K时,最大吸附量达到153.85 mg·g-1;颗粒吸附剂对印染废水中亚甲基蓝具有较好的吸附性能,是一种具有发展前景的新型吸附材料。

海藻酸钠包埋凹凸棒土颗粒吸附剂的制备及其对单宁酸的吸附

利用海藻酸钠和氯化钙成球原理,包埋制备有机凹凸棒土颗粒(GOAT)吸附剂,通过SEM图和红外谱图进行表征,通过批量实验考察了凹凸棒土颗粒吸附剂对水体天然有机质单宁酸的吸附行为,结果表明,凹凸棒土颗粒吸附剂内部形貌和粉体吸附剂(POAT)相比无明显变化;平衡吸附量(142 mg/g)稍低于粉体吸附剂(148 mg/g);吸附速率较快,100min时吸附趋于平衡,吸附行为符合准二级动力学方程;吸附等温线符合Freundlich等温方程,吸附为放热反应;p H为6时吸附性能最佳。

铁改性热处理凹凸棒颗粒对水体磷的去除效果

传统粉末态除磷材料颗粒过细,从而导致其难与水分离,这极大限制了其在实际工程中的应用。以热处理颗粒态凹凸棒黏土为载体(1~2 mm),采用氯化铁(FeCl3)活性负载的方法制备颗粒态吸附磷材料,并详细研究了吸附材料除磷的最佳改性条件、反应时间、影响因素及其效率。结果表明:2 mol/L氯化铁溶液改性的凹凸棒达到最佳改性条件,且磷的吸附能较好地被朗格缪尔方程模拟,其最大吸附量为4.27 mg/g,是原状黏土固磷容量的2倍左右。铁改性凹凸棒土除磷效率受pH值的影响较大,当水体pH值从4提高到11,去除率下降了10%左右。吸附动力学表明,铁改性凹凸棒土对磷的吸附符合拟二级动力学方程,24 h内可以去除84.46%的磷。0.2 mol/L的盐酸对铁改性凹凸棒的再生效果最优,再生后吸附剂对磷的吸附效率下降40%左右。以上研究结果表明,铁改性凹凸棒土可以作为低浓度水体磷去除材料,具有较大的应用前景。