以凹凸棒土粉末為原料經(jīng)一定工藝制得凹凸棒土顆粒,采用陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)為改性劑,通過微波改性合成了CTMAB/凹凸棒土顆粒,確定了最佳制備工藝條件為煅燒溫度550℃,改性劑濃度80 mmol/L,微波改性時間6 min�？疾炝薈r(Ⅵ)溶液初始濃度和p H的影響,當(dāng)Cr(Ⅵ)溶液濃度為20 mg/L,p H=5.6,CTMAB/凹凸棒土顆粒投加量為4 g/L時,在最佳條件下制備的CTMAB/凹凸棒土顆粒對Cr(Ⅵ)的去除率為90.7%。結(jié)果表明:改性后CTMAB進(jìn)入到了凹凸棒土顆粒的表面及孔道,使其所帶電性由負(fù)轉(zhuǎn)為正,因而對以陰離子重鉻酸根存在的Cr(Ⅵ)有更好的吸附性能,且Zeta電位隨p H升高而降低,與去除Cr(Ⅵ)效率變化一致。吸附過程符合Langmuir等溫線和Lagergren準(zhǔn)二級速率方程,表明吸附為一種快速的單分子層化學(xué)吸附。 

【文章來源】：環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2017年10期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

改性劑濃度對CTMAB/L凸棒土顆粒去除Cr(VI)效果的影q`uFig.3Effectsofsurfactantconcentrationontheremovalrat

改性6min，制得改性材料，考察改性劑用量的影響，結(jié)果見圖3。由圖3中可見，隨著改性劑CTMAB濃度的增大，CTMAB/凹凸棒土顆粒對C（rⅥ）的去除率不斷升高，在CTMAB濃度為80mmol/L時達(dá)到最大（90.7%），但當(dāng)CTMAB濃度大于80mmol/L時，CTMAB/凹凸棒土顆粒對C（rⅥ）的去除率反而降低。這可能是因為CTMAB濃度過高時，會形成較多的CTMAB膠束，這些膠束在改性過程中填充于凹凸棒土的孔隙中，占據(jù)了吸附點位，因而導(dǎo)致除C（rⅥ）效率的降低。2.2CTMAB/凹凸棒土顆粒的微觀形貌和Zeta電位2.2.1CTMAB/凹凸棒土顆粒的微觀形貌圖4（a）~（c）分別是凹凸棒土粉末、凹凸棒土顆粒（550℃煅燒）和CTMAB/凹凸棒土顆粒（550℃煅燒后改性）的掃描電鏡圖，表1為它們的孔徑、孔體積、顆粒尺寸及BET比表面積有關(guān)數(shù)據(jù)。由圖4（a）中看表1不同材料的孔徑、孔體積、顆粒尺寸及BET比表面積Table1Theporesize，porevolume，nanoparticlesizeandBETsurfaceareaofadsorbents材料孔徑/A觷孔體積（/cm3·g-1）顆粒尺寸/A觷BET比表面積（/m2·g-1）凹凸棒土粉末66.6210.305322.010186.301凹凸棒土顆粒114.1370.333514.064116.717CTMAB/凹凸棒土顆粒201.7550.2691124.44953.359程浪，等CTMAB/凹凸棒土顆粒的制備及其吸附Cr（Ⅵ）性能研究79

寤?叢齟笪?.3349cm3/g，這可能是煅燒后凹凸棒土失去了吸附水、結(jié)晶水及結(jié)構(gòu)水所致。由改性后CTMAB/凹凸棒土顆粒的微觀形貌（圖4（c））可以看到改性使凹凸棒土晶棒變得分散、疏松，但測出的BET比表面積卻大幅下降，僅有53.4m2/g，孔體積也降至0.2693cm3/g，究其原因，可能是帶正電的CTMAB膠束進(jìn)入到凹凸棒土顆�？紫吨星遗c負(fù)電性的凹凸棒土發(fā)生了電中和凝聚，使得CTMAB/凹凸棒土的比表面積和孔體積均下降。2.2.2CTMAB/凹凸棒土顆粒的Zeta電位凹凸棒土顆粒和CTMAB/凹凸棒土顆粒的Zeta電位隨pH的變化如圖5所示。由圖5可見，隨著pH的增大，凹凸棒土顆粒的Zeta電位逐漸上升，但一直都為負(fù)值，且不超過-7.5mV，而CTMAB/凹凸棒土顆粒的Zeta電位均為正值，且隨pH升高而下降。凹凸棒土顆粒表面帶負(fù)電荷是由其自身結(jié)構(gòu)決定的，凹凸棒土晶體中的Si4+可以通過同晶置換被帶較少正電荷的Al3+和Fe3+替代，因而表面體現(xiàn)為呈負(fù)電。改性后，由于較多陽離子表面活性劑CTMAB進(jìn)入到凹凸棒土顆粒表面及內(nèi)部，抵消了其本身負(fù)電性，故CTMAB/凹凸棒土顆粒轉(zhuǎn)而呈正電性。當(dāng)溶液的pH較低時，CTMAB/凹凸棒土顆粒會發(fā)生質(zhì)子吸附作用，將H+吸附到材料表面，Zeta電位因而較高。隨著pH的繼續(xù)增加，表面的H+被OH-離子取代，Zeta電位隨之降低。圖6為CTMAB/凹凸棒土顆粒在不同pH條件下對20mg/LC（rⅥ）的去除率。從圖6可看到，CTMAB/凹凸棒土顆粒對Cr（Ⅵ）的去除率隨pH變化與其Zeta電位隨pH的變化趨勢是一致的，亦即隨pH增大，對C（rⅥ）的去除率降低，造成這一結(jié)果的原因是一方面較低的表面正電不利于對陰離子重鉻酸根的吸附，另一方面OH-會與以陰離子狀態(tài)的C（rⅥ）競爭活性吸附點位[9]。2.3CTMAB/凹凸棒土?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含鉻廢水凈化研究進(jìn)展[J]. 李承獻(xiàn),邵洪源.  明膠科學(xué)與技術(shù). 2015(02)
[2]改性活性炭對廢水中鉻離子的吸附[J]. 左衛(wèi)元,仝海娟,史兵方.  環(huán)境工程學(xué)報. 2015(01)
[3]顆�；钚蕴扛男酝饺コ秀U、鉻的研究[J]. 蔣立群,張瑞金,鄧慧萍.  環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2014(12)
[4]改性玉米芯吸附柱處理含Cr6+廢水的試驗研究[J]. 李琛,葛紅光,宋鳳敏,劉智峰,劉瑾,王彥民.  水處理技術(shù). 2013(10)
[5]凹凸棒土粘結(jié)劑對13X分子篩吸附性能的促進(jìn)作用[J]. 趙忠林,李鵬飛,馬靜紅,李瑞豐.  離子交換與吸附. 2008(01)



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