近現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)步伴隨著大量環(huán)境污染問(wèn)題,其環(huán)境影響逐漸凸顯出來(lái),其中水體受重金屬離子污染的問(wèn)題尤為受公眾關(guān)注。在眾多重金屬?gòu)U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(rùn)土是一種價(jià)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(yīng)用。但存在的問(wèn)題是,要想從廢水中分離提取重金屬,則需要提高膨潤(rùn)土對(duì)重金屬離子吸附的選擇性和吸附及再生效率。針對(duì)這一問(wèn)題,本論文以鈉基膨潤(rùn)土為原材料探索對(duì)膨潤(rùn)土的多種改性制備方法,采用XRD、FT-IR、SEM、BET等對(duì)改性膨潤(rùn)土進(jìn)行綜合性能表征,并探索了改性膨潤(rùn)土對(duì)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(duì)改性后膨潤(rùn)土的吸附機(jī)理進(jìn)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(duì)鈉基膨潤(rùn)土進(jìn)行改性制備有機(jī)改性膨潤(rùn)土。通過(guò)性能表征發(fā)現(xiàn)有機(jī)改性膨潤(rùn)土的層間距明顯增大且保持膨潤(rùn)土原有結(jié)構(gòu),形貌無(wú)明顯卷曲現(xiàn)象,層狀結(jié)構(gòu)更加松散。有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)Cd~(2+)、Cu~(2+)進(jìn)行吸附性能的研究發(fā)現(xiàn)在不同實(shí)驗(yàn)條件下有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)Cd~(2+)的吸附去除效果比較好。對(duì)有機(jī)改性膨潤(rùn)土吸附后的Cd~(2+)、Cu~(2+)進(jìn)行再生性能研究發(fā)現(xiàn),相比之下,氨水對(duì)Cu~(2+)的再生效果比Cd~(2+)的強(qiáng),但兩者再生率均不高;檸檬酸對(duì)Cu~(2+)的再生效果比Cd~(2+)強(qiáng),且當(dāng)檸檬酸濃度為0.5mg/L時(shí)對(duì)Cu~(2+)的再生率達(dá)到79.1%。有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)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(yáng)離子復(fù)合改性的膨潤(rùn)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(duì)Cd~(2+)的吸附去除率在120min時(shí)達(dá)到最大,吸附劑投加量為0.2g時(shí)Cd~(2+)去除效果最好。為了強(qiáng)化分離效率,研究還采用FeCl3·6H2O為磁源改性得到磁改性膨潤(rùn)土,通過(guò)XRD性能表征發(fā)現(xiàn)層間距增大為1.402nm,有膨潤(rùn)土、Fe3O4的衍射特征峰存在;磁改性膨潤(rùn)土對(duì)Cd~(2+)、Cu~(2+)的去除速度快且對(duì)Cd~(2+)的吸附去除效果更強(qiáng);不同pH條件下磁改性膨潤(rùn)土對(duì)Cd~(2+)、Cu~(2+)去除效果不同,pH為6時(shí)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(jī)改性膨潤(rùn)土上進(jìn)行覆蓋得到覆膜有機(jī)改性膨潤(rùn)土。通過(guò)性能表征發(fā)現(xiàn)覆膜有機(jī)改性膨潤(rùn)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(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)Cd~(2+)、Cu~(2+)進(jìn)行吸附性能研究發(fā)現(xiàn)在不同實(shí)驗(yàn)條件下覆膜有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)Cd~(2+)的吸附去除效果較好。對(duì)覆膜有機(jī)改性膨潤(rùn)土吸附后的Cd~(2+)、Cu~(2+)進(jìn)行再生性能研究發(fā)現(xiàn),氨水對(duì)Cu~(2+)的脫附速度很快,在2min時(shí)便達(dá)到最大為50.2%;檸檬酸在濃度為0.05mg/L時(shí)對(duì)Cu~(2+)的再生率達(dá)到75.5%,卻對(duì)Cd~(2+)的再生率均不超過(guò)20%。覆膜有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)Cd~(2+)更符合Langmuir吸附模型。
【學(xué)位單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TQ424;X703
【部分圖文】：

本論文中不同改性膨潤(rùn)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(jìn)行測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)系列利用Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至逡逑一定濃度制得。Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋分別的原子吸收標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(rùn)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(jìn)行測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)系列利用Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至逡逑一定濃度制得。Ｃｄ２＋、Ｃｕ２＋分別的原子吸收標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(rùn)土；邋ｂ：有機(jī)改性膨潤(rùn)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(kù)中的鈉基膨逡逑潤(rùn)土層間距為１．２５３ｎｍ，本實(shí)驗(yàn)中采用的鈉基膨潤(rùn)土層間距為１．２２７ｎｍ，有機(jī)逡逑改性后的膨潤(rùn)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(shuō)明有機(jī)逡逑改性劑己進(jìn)入到膨潤(rùn)土內(nèi)部。有機(jī)改性后層間距增加的原因是［％有機(jī)改性劑的逡逑碳鏈離子因膨潤(rùn)土的離子交換作用進(jìn)入到膨潤(rùn)土的結(jié)構(gòu)層間，有機(jī)改性劑的碳逡逑氫鍵因范德華力的存在而與膨潤(rùn)土晶體結(jié)構(gòu)上存在的強(qiáng)非極性的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生吸附逡逑作用而結(jié)合在一起。該作用致使膨潤(rùn)土晶體結(jié)構(gòu)層間所帶的正電荷增多，這樣逡逑膨潤(rùn)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(kuò)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(rùn)土和有機(jī)改性膨潤(rùn)土分別進(jìn)行紅外光譜測(cè)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(rùn)土的特征逡逑峰，但與鈉基膨潤(rùn)土相比較，有機(jī)改性膨潤(rùn)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(hào)：2812289