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随着油田聚合物驱采油技术的广泛应用,含聚合物采出水处理成为油田面临的一个新难题。吸附法处理由于操作简单、处理成本低、处理水质好等特点成为当前水处理研究的热点。本论文合成出改性粉煤灰及有序介孔硅(SBA-15)两种聚合物处理用吸附剂并进行结构表征及吸附性能评价,同时对改性粉煤灰吸附水中聚合物的吸附动力学、热力学及作用机理进行初步探讨。
(1)试验结果表明,阳离子改性粉煤灰及阳离子改性有序介孔硅(SBA-15-NH4)吸附聚合物的饱和吸附容量分别达到55mg/g、650mg/g。
(2)粉煤灰经碱活化后,XRD表明粉煤灰形成X型沸石和钠菱型沸石;SEM表明粉煤灰形貌发生明显改变,表面粗糙度增大,颗粒分布更加均匀;TEM表明粉煤灰内部结构由光滑、均一变成褶皱、明显的细纹出现;比表面积和孔结构表明,粉煤灰的比表面积增大近40倍,总孔体积增大近160倍;粒度测试表明,改性后粉煤灰颗粒粒度减小;碱活化粉煤灰再经过阳离子化后,红外光谱表明在2930cm-1和2851 cm-1分别出现甲基和亚甲基对称伸缩振动峰。
(3)XRD表明介孔硅SBA-15为有序结构,比表面积及孔结构表明介孔硅SBA-15远远大于粉煤灰的比表面积。
(4)吸附动力学试验表明:吸附时间与吸附量成良好的线性关系,符合一级动力学方程;同时又遵循Bangham速率方程;吸附热力学试验表明:聚合物在改性粉煤灰上的吸附线呈S型,符合Langmuir等温吸附模型。
(5)比表面积及阳离子化是提高吸附剂对部分水解聚丙烯酰胺吸附容量的两个关键因素。