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膨润土的改性方法主要有酸活化处理、高温焙烧、钠铝盐处理、有机覆盖处理等,这些改性方法都能提高膨润土的吸附性能,在处理工业废水中有明显的效果。但是,不可忽略的是在这些改性方法中引入了无机强酸、无机盐、表面活性剂等,或者增加了能量的投入。因此,有必要开发、研究利用天然的、无毒无害的、环保型材料,经过简单、低能耗的操作,制造具有较高吸附性能的改性膨润土的方法。
壳聚糖是一种碱性多糖,在酸性溶液中带有正电荷。根据膨润土可以吸附阳离子、壳聚糖在酸性溶液中带有正电荷的特性,将壳聚糖负载于膨润土之上,制成一种新型的固体吸附剂,称之为负载壳聚糖膨润土。这种吸附剂的制作方法简单、原料易得、不污染环境,吸附性能优于膨润土和壳聚糖。
通过SEM、XRD等方法对负载壳聚糖膨润土进行分析,表明利用壳聚糖对膨润土进行改性,没有改变膨润土的基本框架结构,膨润土原土中所有红外特征吸收峰仍然明显存在,并且峰值和峰强度基本不变;与膨润土原土相比,负载壳聚糖膨润土的粒径、形貌、比表面积、化学成分、2θ(°)和d001(nm)基本没有变化。因此,壳聚糖与蒙脱石只是通过正负电荷引力结合在一起。
将负载壳聚糖膨润土应用于染料溶液的脱色、陈醋的澄清、果汁的澄清、中药注射液中鞣酸的清除、溶液中金属离子的清除等方面,取得了良好的效果。负载壳聚糖膨润土对印染废水色度的去除率为85%;对陈醋、果汁具有显著的澄清作用;对于含有0.5%的鞣酸溶液,鞣酸清除率可达到50%;对溶液中Cu2+的清除率可达到75%以上。
本文的突出之处在于:
(1)首次利用二种天然的物质制备出吸附性能高、环保性能好、应用领域多的固体吸附剂;
(2)提出一种与通常不同的膨润土改性理念和方法,即原料的天然性、产品的通用性、操作的简捷性、无二次污染性;
(3)制备的负载壳聚糖膨润土既可应用于废水处理中,又能应用于制药和食品工业,有利于扩大膨润土的应用领域和数量。