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天然凹凸棒粘土是一种具有层状链结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物,具有比表面积大、阳离子交换能力等优点,在水处理中表现出较好的吸附性能。有机改性凹凸棒粘土的疏水性增强,对有机物的吸附能力显著增强。凹凸棒粘土相较于活性炭等传统吸附材料,具有投加量小、pH适用范围广、效率高等特点,是一种价格低廉的废水处理剂。随着我国畜禽养殖业的发展,畜禽粪污产量迅速提高,为了治疗和预防动物疾病以及促进动物生长,四环素类抗生素长期以来被广泛应用于畜禽养殖业中,传统的废水处理方法很难满足这种高有机物、抗生素废水处理的需要,导致养殖场区周边土壤、水体及空气的污染,严重制约了养殖业的可持续发展。本文以开发高性能凹凸棒粘土吸附材料为目的,研究制备了两种新型材料——十二烷基二甲基甜菜碱改性凹凸棒粘土、十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒粘土。采用SEM、FT-IR、XRD、TG-DSC等分析方法比较凹凸棒粘土改性前后的结构变化,研究其改性机理;通过静态吸附试验,考察了体系pH、吸附剂投加量、离子强度等对吸附过程的影响。实验结果表明:两种改性剂成功结合到了凹凸棒粘土表面,有机改性凹凸棒粘土的晶体结构未发生改变,但对有机污染物的吸附能力显著高于原土。两性和阳离子改性凹凸棒粘土吸附有机污染物的最佳参数:修饰比例为100%,吸附剂浓度为16 g·L-1,pH=4(阳离子改性为6),对猪粪废水中COD的去除率分别达到88%和92%,吸附量分别达到79 mg·g-1和82mg·g-1。吸附过程均符合二级动力学模型(R2>0.998),两性和阳离子改性凹凸棒粘土对有机物的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温式。CTMAB-ATP土对3种四环素类抗生素的吸附量随着溶液pH的增加而增加;随着吸附剂浓度的增大而减小;随着离子强度的增加呈现缓慢减小的趋势。CTMAB-ATP对TC、OTC、CTC的吸附过程均符合二级动力学模型(R2>0.998),吸附等温线较好的符合Langmuir等温式。有机改性凹凸棒粘土适用于有机废水的处理,其沉降性能良好,这使其作为一种吸附剂用于实际养殖废水的处理成为可能。