阴-阳离子有机膨润土制备及其应用

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本论文利用阴、阳离子表面活性剂改性膨润土,制备有机膨润土。用该有机膨润土作为吸附剂,处理水体中的金属离子和有机污染物。  首先,对膨润土进行提纯,使其达到较高的纯度。采用阳离子表面活性剂(十八烷基三甲基溴化铵,STAB)和阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠,SDBS)作为改性剂,对膨润土进行有机改性,使改性剂分子插入膨润土层间,得到有机膨润土。并通过改变改性剂加入量,得到制备有机膨润土的最佳加入量。用热分析(TA)、红外光谱分析(IR)和X粉晶衍射分析(XRD)对有机膨润土进行表征,证明制备出有机膨润土。  其次,用有机膨润土吸附水中金属离子(Pb2+、Cu2+和 Mn2+)。在单一体系中,研究了时间和pH值对吸附金属离子的影响,得出最佳吸附条件。分别从吸附机理、热力学和动力学对吸附过程进行分析,得出有机膨润土吸附金属离子属于离子交换吸附,降低温度有利于吸附进行,吸附过程类似 Langmuir吸附过程,离子浓度差是吸附进行的主要动力。在共存体系中,研究了有机膨润土对三种金属离子共同吸附。在两种金属离子共存条件下,研究了两者之间的竞争关系。最后得出,单一体系中,吸附能力顺序为Pb2+>Cu2+>Mn2+;共存体系中,吸附能力顺序为Cu2+>Pb2+>Mn2+。  最后,研究有机膨润土吸附苯酚。考察时间和 pH值对吸附苯酚的影响,得出最佳吸附条件。从吸附机理、热力学和动力学对吸附苯酚过程进行研究,探讨吸附过程机理,得出有机膨润土吸附苯酚属于分配吸附,吸附过程类似Freundlich吸附过程,降低温度有利于吸附进行。研究了苯酚和金属离子共存条件下,有机膨润土吸附两者时,苯酚与金属离子之间的影响,结论为,苯酚对吸附Pb2+、Cu2+之间影响不明显,Mn2+对吸附苯酚有明显的抑制作用。
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