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黏土矿物由于特殊的晶体结构赋予其许多特性,作为环境友好的矿物材料广泛应用在工业、农业、环境修复等许多领域。黏土矿物也是土壤、大气、水体漂浮颗粒和沉积物的主要成分之一,参与水解、自动氧化、光催化氧化还原等一系列的重要的化学行为,对环境污染物如染料、杀虫剂、卤代烷烃、苯、氯苯、硝基苯等有机化合物及高价金属具有吸附作用,在污染物的地球化学循环中起了非常重要的作用。
论文综合已有文献对近年来天然蒙脱石以及蒙脱石KSF对污染物的吸附处理,通过实验探索不同条件下对KSF吸附研究。
论文的主要研究内容和结论包括:
本文选取橙黄Ⅱ和活性艳兰X—BR作为特征染料的代表化合物,研究了他们在蒙脱石KSF和在不同温度下焙烧活化得到的KSF上的吸附行为。并且考察了诸如活化温度,pH值,KSF投加量等因素对吸附的影响。研究发现在800℃条件下焙烧得到的KSF对橙黄Ⅱ和X—BR基本没有吸附,两种染料在400℃和600℃下热活化改性的KSF上的吸附量增大3.3倍和3.7倍,远高于其相同吸附时间下在天然KSF上的吸附量。pH值对两种染料吸附的影响不尽相同,橙黄Ⅱ在pH=10.0的碱性条件下吸附最好;X—BR则在pH=7.0的中性条件下吸附最好,分别在最佳的pH条件下,当吸附时间为12小时时,600℃条件下焙烧得到的KSF对橙黄Ⅱ和X—BR的吸附率分别为81.0%和66.7%。随着KSF初始浓度增大,吸附量增大,吸附的速率增大。
选取1-萘酚作为酚类有机污染物的代表化合物,研究了其在不同的KSF表面的吸附行为,与染料的结果相似,800℃条件下焙烧得到的KSF对1-萘酚吸附效果最差,600℃C条件下焙烧得到的KSF与KSF对1-萘酚吸附效果相当,在400℃条件下焙烧得到的KSF其吸附效率是KSF吸附效率的1.1倍。在pH=3.0,7.0,10.0的三个pH条件下,碱性条件下KSF经过两个小时的吸附对1-萘酚的去除率是酸性条件下去除率9.3倍,是中性条件下去除率的1.4倍;400℃条件下焙烧得到的KSF碱性条件下对1-萘酚的去除率是酸性条件下去除率的4.9倍,是中性条件下去除率的113倍。随着1-萘酚初始浓度增大,KSF对1-萘酚与颗粒表面的接触机会增大,KSF吸附量增大,但由于颗粒表面吸附位有限,吸附率也就相应下降。
通过实验高温活化蒙脱石KSF能够对有机污染物的快速吸附行为,吸附的效率与KSF有很大的提升,为今后研制价格低廉、易再生、性能可靠的系列应急处理吸附剂,提供理论数据。