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环境问题和资源危机是人类发展所面临的两大重要课题。虽然活性炭已被广泛用作水体污染物的吸附剂,但其生产耗能、价格昂贵,广泛应用受到限制。为实现低成本、高效率的废水净化,一些具有吸附特性的天然粘土矿物越来越引起了人们的关注。叶蜡石是典型的2:1型层状化合物,层状结构相邻两晶层间仅以范德华力连接,结合力弱,阴、阳离子可进入层间,具有一定的吸附能力。我国的叶蜡石矿产资源丰富,价格低廉,利用粉体的天然优势,研究和开发以叶蜡石为原料的新型吸附材料,不仅填补了国内这一领域的研究空白,还对人类未来合理利用资源,解决环境污染问题,具有极深远的意义。本课题将叶蜡石原矿粉进行改性处理,制备了酸洗、球磨、酸洗-球磨三种改性粉体。从粉体成分、形貌和粒度的检测可知:酸洗改性不仅能侵蚀叶蜡石粉体表面,形成有利于吸附的孔结构,还促使Al3+、Fe2+、Ti2+部分溶出;球磨改性则可有效减少粉体粒径。动力学研究结果表明:叶蜡石对亚甲基蓝(MB)的吸附动力学曲线符合伪二阶反应模型;酸洗-球磨粉快速阶段的吸附反应速率明显大于原矿粉,酸洗-球磨粉的吸附量在反应开始5min时达4.24mg/g,而原矿粉为3.71 mg/g;溶液pH值的提高有利于叶蜡石吸附MB,且酸洗-球磨改性粉在溶液pH值为11的吸附体系中,经30min吸附反应,吸附率可达99%;吸附反应速率随着反应体系温度的提高而提高;表面活性剂改性是一种可行、有效的粉体吸附性能改性方法。热力学结果表明:酸洗-球磨粉的平衡吸附容量也较原矿粉明显增大,当MB溶液浓度分别为10、20、30和40 mg/L时,酸洗-球磨粉的平衡吸附容量分别为4.8、8.0、9.9和10.6 mg/g,而原矿粉则为4.6、7.1、8.5和9.6 mg/g;吸附方式与Langmuir、Redlich-Peterson、Koble-Corrigan吸附模型均较好拟合,符合单分子层吸附模型;吸附体系的ΔG、ΔS、ΔH值皆为负,是自发的、混乱度降低的、放热过程,且酸洗-球磨粉的ΔG、ΔS、ΔH值都明显小于原矿粉。本课题还系统研究了吸附时间、溶液初始浓度,以及溶液初始pH值对叶蜡石吸附Cr(Ⅵ)的影响,实验结果表明:叶蜡石对Cr(Ⅵ)的吸附也存在快速、慢速两个阶段,吸附作用5min时,四种样品粉体对Cr(Ⅵ)的吸附率已达33.3~46.7%,而吸附作用20min后,吸附率也仅为50%左右;叶蜡石对Cr(Ⅵ)的吸附率随溶液初始浓度的增加而逐渐下降,吸附量逐渐升高;溶液初始pH值为1.5~2最有利于叶蜡石吸附Cr(Ⅵ),吸附率可增至80%以上;由理论分析得,叶蜡石吸附Cr(Ⅵ)是一个阴离子交换的化学吸附过程。