如今,資源的短缺和環(huán)境的污染等問題,對水處理技術的發(fā)展提出了更迫切的要求。吸附技術由于其運行成本低和普遍適用的優(yōu)點為其在工業(yè)上應用提供了很大的可能性。染料是水污染源之一,而蒙脫土作為一種天然礦物粘土,其價廉、儲量豐富以及易于改性等優(yōu)點,在染料廢水處理領域備受關注。陽離子表面活性劑是蒙脫土有機改性劑中最常用的一類,與傳統(tǒng)單頭基表面活性劑相比,雙子（Gemini）季銨鹽帶有兩個銨頭基團,表現(xiàn)出如更高的表面活性等優(yōu)越的性質。更有研究報告指出,Gemini表面活性劑改性的蒙脫土在去除染料廢水中的有機污染物方面表現(xiàn)出比單頭基表面活性劑改性的蒙脫土更出色的性能,因此,有必要對新型Gemini表面活性劑改性蒙脫土做更多的研究。本論文經過分子設計和工藝優(yōu)化,引入微波高壓的反應思路,以十八烷基二乙醇胺和1,3-二溴丙烷主要原料,一步反應合成了一種多羥基Gemini表面活性劑雙十八烷基四羥乙基二溴丙二銨（DTDD）,并通過單因素及正交實驗對其合成工藝進行了優(yōu)化。微波高壓法促進季銨化反應的最優(yōu)工藝條件為:正丁醇為溶劑,反應物摩爾比n_（醇胺）:n_{（溴丙烷）}=2.0:... 

【文章來源】：廣州大學廣東省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1臺式厭氧滲透膜生物反應器的示意圖[15]

第一章緒論5135-I-EDA比表面積增加了1.68倍，同時吸附容量提高了1.99倍。天然粘土礦物具有較高的表面積和反應活性，近年來，一些天然礦物因其吸附能力強、儲量豐富、獲取途徑便捷、價格低廉而成為極具應用前景的吸附劑。各種天然礦物，如高嶺石、海泡石、蒙脫土、凹凸棒石、絲光沸石、蛭石和硅藻土已被用來去除廢水中的染料。通過對這些天然礦物進一步改性，可大大提高其對污染物的吸附量。徐陽[25]課題組以三氯化鐵、氯代十六烷基吡和硅藻土為主要原料制備了氯代十六烷基吡啶改性磁性硅藻土，實驗制備的改性硅藻土對模擬廢水甲基橙的吸附性能良好，由Langmuir吸附模型得出的甲基橙最大吸附容量為135.14mgg-1。凹凸棒石是礦物中具有特殊層狀鏈結構和獨特纖維形態(tài)的鎂鋁硅酸鹽粘土礦物，但與一些合成的吸附劑相比，其吸附能力較低，如何提高其吸附能力是其實際應用的關鍵[26]。WeishengZheng[27]課題組采用浸涂法制備了聚多巴胺改性顆粒有機凹凸棒石吸附劑（PDA-GOAT），實驗結果表明，PDA-GOAT對亞甲基藍的吸附是一個物理吸附吸熱過程，在298K溫度下的最大吸附容量為93.06mggg-1，解吸和再生實驗表明，NaBH4可以有效地再生PDA-GOAT，經過五次連續(xù)的吸附-解吸循環(huán)后，它仍保持相對較高的吸附容量，可作為一種從廢水中去除亞甲基藍的性能優(yōu)良的可重復使用的吸附劑。1.2蒙脫土概述1.2.1蒙脫石的結構和性質圖1-2蒙脫石結構示意圖[29]Fig.1-2Structureofmontmorillonite蒙脫土（Montmorillonite，簡稱Mt），其主要成分為蒙脫石，是一種典型的2:1型層狀硅酸鹽天然礦物粘土，即蒙脫石晶體內部由一層O片層（鎂/鋁氧八面體）夾在兩層T片層（硅氧四面體）之間（如圖1-2所示），由于O片層的部分鋁和鎂原子易被低價

廣州大學碩士學位論文8圖1-3雙子表面活性劑結構示意圖Fig.1-3StructurediagramofGeminisurfactantsGemini表面活性劑的親水基可以是非離子型(醚類和糖類等)，陰離子型(包括磺酸鹽、磷酸酯鹽、羧酸鹽等)，陽離子型(如季銨鹽、酰胺鹽和胺類等)，兩性離子型（如甜菜堿）[37]。目前有關陽離子型Gemini表面活性劑和陰離子型Gemini表面活性劑的合成研究與報道最多，部分產品也已工業(yè)化生產，而對于兩性及非離子型Gemini表面活性劑而言，其相關研究還相對較少。疏水鏈有兩類：一類為碳氫結構型，如長鏈（8-20個C原子）,另一類是碳鏈中有其它基團如硅、酰胺基、氟等。隨著Gemini表面活性劑的疏水鏈中C原子數(shù)的增加，其表面活性也會提高。當疏水烷基鏈中增加的C原子數(shù)超過某個臨界點（一般是14）時，Gemini表面活性劑的某些性質將有所不同。具體表現(xiàn)為其表面活性隨著疏水鏈中C原子數(shù)的增加而增強的現(xiàn)象有所減弱亦或是增加不明顯，甚至有時候還會出現(xiàn)相反的情況[38,39]。連接基團根據(jù)其彎曲性，可分為剛性和柔性。剛性連接基團包括苯、雙鍵、叁鍵、三唑環(huán)和均二苯代己烯和亞甲苯基等。F.M.Menger等人首次提出具有兩親體結構的雙子表面活性劑的概念并為此命名“Geminisurfactant”，合成了一種具有剛性連接基團（對苯二亞甲基）分子結構的季銨鹽型Gemini表面活性劑[40]，對其分子結構特點和表面性能進行了詳細的研究與描述[41]。而柔性連接基團則包括較長的碳氫鏈，如聚氧乙烯鏈、聚亞甲基等，柔性的連接基團具有良好的可彎曲性，更易于聚集起來以適應環(huán)境，具有較好的表面活性。此外，由于不同的雜原子組成的連接基團各不相同，其導致與水的結合能力（即疏水和親水能力）也不同，連接基團還可以將其分為疏水和親水兩大類。連接基團是Gemini表面活性劑分

【參考文獻】：
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本文編號：3129223