發(fā)布時(shí)間：2017-10-16 07:15

  本文關(guān)鍵詞：CTAB、SDS復(fù)配修飾BS-12膨潤(rùn)土和高嶺土的機(jī)制及吸附特征

  更多相關(guān)文章： SDS CTAB BS-12 黏土礦物 吸附 機(jī)制

【摘要】：本文采用1:1型高嶺土和2:1型膨潤(rùn)土兩種黏土礦物為基質(zhì)材料,以兩性表面修飾劑十二烷基二甲基甜菜堿(BS-12)為單一修飾劑,以25%、50%、100%CEC比例制備BS-12兩性修飾膨潤(rùn)土,15%、30%、60%CEC修飾比例制備BS-12兩性修飾高嶺土,研究了復(fù)配修飾劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基磺酸鈉(SDS)對(duì)BS-12兩性修飾膨潤(rùn)土、BS-12兩性修飾高嶺土的復(fù)配修飾機(jī)制及吸附特征。通過XRD、有機(jī)碳、比表面積及紅外光譜等方法對(duì)兩性膨潤(rùn)土和兩性高嶺土進(jìn)行表征,探究?jī)尚责ね恋V物結(jié)構(gòu)特征,結(jié)合兩性黏土礦物的表面特征變化,以及兩性黏土礦物表面SCC值和SCS值隨修飾劑摩爾分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì),探究CTAB和SDS復(fù)配機(jī)理,找出了吸附模式發(fā)生改變的轉(zhuǎn)折點(diǎn);同時(shí),探究20℃、40℃條件下,修飾劑復(fù)配修飾各兩性黏土礦物時(shí)的吸附特征變化,根據(jù)溫度對(duì)吸附過程的影響討論了吸附機(jī)制的變化。研究目的在于搞清CTAB和SDS在BS-12兩性修飾膨潤(rùn)土、BS-12兩性修飾高嶺土上的復(fù)配機(jī)制,探明不同機(jī)制轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵參數(shù),為兩性復(fù)配修飾黏土礦物在重金屬和有機(jī)污染物同時(shí)吸附的應(yīng)用提供理論依據(jù),研究的結(jié)果在水污染治理、土壤污染治理領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用價(jià)值。論文得出如下結(jié)論:1.BS-12兩性修飾膨潤(rùn)土和BS-12兩性修飾高嶺土的有機(jī)碳含量隨BS-12加入量增加而增大,比表面積則隨BS-12加入量的增加而減小,且兩性修飾膨潤(rùn)土變化的幅度更為顯著。FTIR和XRD結(jié)果顯示,BS-12插層吸附于膨潤(rùn)土結(jié)構(gòu)中,而吸附在高嶺土的表面;隨著BS-12修飾比例的增大,烷基鏈對(duì)電荷的掩蔽作用明顯,兩性黏土礦物的CEC和AEC值均減小;2.CTAB在BS-12修飾膨潤(rùn)土和BS-12修飾高嶺土上的復(fù)配修飾有離子交換和疏水吸附兩種復(fù)配機(jī)理。CTAB添加量低于疏水臨界比例時(shí),僅發(fā)生離子交換吸附,添加量高于疏水臨界比例時(shí),離子交換和疏水模式共存,BS-12修飾比例越低,CTAB出現(xiàn)疏水吸附時(shí)的臨界比例越大。CTAB在25BS、50BS和100BS膨潤(rùn)土上向疏水結(jié)合轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)是20.30%、11.56%和2.00%,疏水吸附模式在200%、150%和100%修飾比例處開始處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì);CTAB復(fù)配修飾15BS、30BS和60BS高嶺土出現(xiàn)疏水鍵合的臨界點(diǎn)為12.00%、5.75%和1.00%,疏水鍵合形式開始占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的臨界比例均為250%;3.BS-12+CTAB在膨潤(rùn)土、高嶺土上出現(xiàn)疏水吸附時(shí)的復(fù)配修飾比例之和分別為50%和30%CEC左右,與單一BS-12的臨界比例接近;CTAB在兩性修飾膨潤(rùn)土上疏水吸附占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)時(shí)CTAB+BS-12的總比例均在200%附近,而在兩性修飾高嶺土上僅受CTAB修飾比例的影響,與低比例BS-12無(wú)關(guān);4.BS-12兩性修飾膨潤(rùn)土和BS-12兩性修飾高嶺土的AEC較小,可交換陰離子量較少。SDS僅在25BS膨潤(rùn)土表面存在較大比例的離子交換反應(yīng),當(dāng)修飾比例大于14.78%時(shí)才開始發(fā)生疏水結(jié)合吸附模式,而在50BS、100BS膨潤(rùn)土和15BS、30BS、60BS高嶺土上出現(xiàn)疏水吸附的臨界比例較小,分別為0.38%、0.86%、0.70%、0.03%和0.35%;5.CTAB在BS-12兩性修飾膨潤(rùn)土和BS-12兩性修飾高嶺土表面的平衡吸附符合Langmuir模型,CTAB的吸附量隨BS-12含量的增加而降低,SDS復(fù)配的平衡吸附則符合Freundlich模型,SDS吸附量隨著BS-12的增加而增大。BS-12兩性修飾黏土礦物對(duì)CTAB的吸附量由離子交換和疏水碳鏈吸附量共同控制,而SDS的吸附量主要取決于疏水吸附作用。SDS在BS-12兩性修飾黏土礦物表面的吸附均為自發(fā)吸附過程。在25BS膨潤(rùn)土上發(fā)生吸熱熵增反應(yīng),在50BS、100BS膨潤(rùn)土、15BS、30BS和60BS高嶺土上均發(fā)生放熱熵減反應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：SDS CTAB BS-12 黏土礦物 吸附 機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X505
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-19
• 1.1 膨潤(rùn)土11-12
• 1.2 高嶺土12
• 1.3 表面活性劑12
• 1.3.1 表面活性劑的概念12
• 1.3.2 表面活性劑的分類12
• 1.4 表面活性劑修飾土壤或黏土礦物對(duì)污染物的吸附12-15
• 1.4.1 表面活性劑修飾土壤或黏土礦物對(duì)有機(jī)物的吸附12-14
• 1.4.2 表面活性劑修飾土壤或黏土礦物對(duì)重金屬的吸附14
• 1.4.3 表面活性劑修飾土壤或黏土礦物對(duì)重金屬和有機(jī)物的同時(shí)吸附14-15
• 1.5 表面活性劑在土壤或黏土礦物上的吸附機(jī)制15-18
• 1.5.1 陽(yáng)離子修飾劑在土壤或黏土礦物上的吸附機(jī)制15-16
• 1.5.2 陰離子修飾劑在土壤或黏土礦物上的吸附機(jī)制16-17
• 1.5.3 兩性修飾劑在土壤或黏土礦物上的吸附機(jī)制17
• 1.5.4 表面修飾劑在土壤或黏土礦物上的復(fù)配修飾機(jī)制17-18
• 1.6 研究目的與意義18
• 1.7 技術(shù)路線18-19
• 第二章 BS-12修飾膨潤(rùn)土和高嶺土的制備及表面特征19-27
• 2.1 材料與方法19-22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料19-20
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)20
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法20-22
• 2.2 結(jié)果與討論22-26
• 2.2.1 黏土礦物CEC和AEC22-23
• 2.2.2 黏土礦物表面特征分析23-26
• 2.3 小結(jié)26-27
• 第三章 CTAB復(fù)配修飾BS-12膨潤(rùn)土和BS-12高嶺土的機(jī)制及吸附特征27-42
• 3.1 材料與方法28-31
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料28
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)28-29
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)方法29-30
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理30-31
• 3.2 結(jié)果與討論31-41
• 3.2.1 兩性膨潤(rùn)土表面S_(cc)變化趨勢(shì)31-34
• 3.2.2 兩性高嶺土表面S_(cc)變化趨勢(shì)34-36
• 3.2.3 CTAB在兩性膨潤(rùn)土表面的吸附平衡36-39
• 3.2.4 CTAB在兩性高嶺土表面的吸附平衡39-41
• 3.3 小結(jié)41-42
• 第四章 SDS復(fù)配修飾BS-12膨潤(rùn)土和BS-12高嶺土的機(jī)制及吸附特征42-55
• 4.1 材料與方法42-45
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料42-43
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)43-44
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)方法44
• 4.1.4 數(shù)據(jù)處理44-45
• 4.2 結(jié)果與討論45-53
• 4.2.1 兩性膨潤(rùn)土表面的S_(cs)變化趨勢(shì)45-48
• 4.2.2 兩性高嶺土表面的S_(cs)變化趨勢(shì)48-50
• 4.2.3 SDS在兩性膨潤(rùn)土表面的吸附平衡50-52
• 4.2.4 SDS在兩性高嶺土表面的吸附平衡52-53
• 4.3 SDS與CTAB復(fù)配修飾黏土礦物的異同點(diǎn)53-54
• 4.3.1 黏土礦物種類對(duì)復(fù)配過程的影響53-54
• 4.3.2 修飾劑種類對(duì)復(fù)配過程的影響54
• 4.4 小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-63
• 致謝63-64
• 作者簡(jiǎn)介64

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本文編號(hào)：1041327