铬污染是一种危害较大的环境问题,铬污染不仅损害人们的身体,同时对大自然乃至整个生态系统都存在一定的危害。凹凸棒土本身拥有较大的比表面积和很高的孔隙率,对水中的重金属具有一定的去除作用。本研究以合成的聚乙烯亚胺改性凹凸棒土(PEI-ATP)、乙二胺改性凹凸棒土(EDA-ATP)、三乙烯四胺改性凹凸棒土(TETA-ATP)、四乙烯五胺改性凹凸棒土(TEPA-ATP)、乙二胺四乙酸改性凹凸棒土(EDTA-ATP)为吸附剂,研究其对水中铬的去除效果,通过考察各种因素对其吸附效果的影响以及对吸附剂的表征,阐明吸附剂对水中铬的吸附行为和机制。主要得到如下结论:PEI-ATP对六价铬的吸附:(1)PEI改性凹凸棒土后,PEI-ATP表面相比凹凸棒土更加粗糙,且改性后胺基的含量为1.71 mmol/g,改性前后晶型并未改变。(2)PEI-ATP对六价铬具有很好的吸附性能。吸附量随着吸附剂投加量的增大而减少,最佳投加量为20 mg(0.4 g/L),在实验条件下,PEI-ATP对六价铬的最大吸附量为51.81 mg/g,其等温吸附线可用Langmuir模型方程进行拟合。PEI-ATP对六价铬的吸附在500~600 min内吸附基本达到了平衡,并且可用拟二级动力学方程拟合分析。PEI-ATP对六价铬的吸附量随着溶液p H的增加先增大后减小。阴离子Cl-、SO42-、PO43-的存在对六价铬的吸附具有抑制作用,PO43-的影响最大。(3)吸附剂PEI-ATP可以循环再生。EDA-ATP、TETA-ATP、TEPA-ATP对六价铬的吸附:(1)有机改性后,随着有机试剂中胺基含量的增多,吸附剂表面变的逐渐粗糙,胺基含量分别为2.95 mmol/g,4.95 mmol/g,5.86 mmol/g,同时比表面积逐渐减小,改性前后晶型并未改变。(2)吸附剂EDA-ATP、TETA-ATP、TEPA-ATP对六价铬的最大吸附量达到154.56 mg/g,254.24 mg/g,270.88 mg/g,吸附等温线可以通过Freundlich方程进行拟合,并且随着吸附剂中胺基含量的增多,吸附剂对六价铬的吸附量增大,吸附剂对六价铬的吸附动力学可以通过拟二级动力学方程进行拟合,随着吸附剂中胺基含量的增多,吸附速率逐渐增大。随着溶液p H的增加,吸附剂对六价铬的吸附量先增大后减少,阴离子的存在对吸附剂去除六价铬具有一定的抑制作用,尤其是PO43-的存在,使吸附量由原来的143.80 mg/g,207.11 mg/g,215.83 mg/g分别降低到61.39 mg/g,113.06 mg/g,122.99 mg/g。根据XPS结果分析可知,PEI-ATP、EDA-ATP、TETA-ATP和TEPA-ATP在六价铬的吸附过程中除了静电作用外,还有部分六价铬被还原成三价铬,并与吸附剂表面氨基作用达到去除的目的。EDTA-ATP对三价铬的吸附:(1)与改性前相比,EDTA接枝到ATP表面上后,可看出吸附剂表面被物质包围着,胺基含量为4.78 mmol/g,并且改性前后晶型并未发生改变。(2)EDTA-ATP对三价铬的最大吸附量达到131.37 mg/g,吸附等温线可以用Langmuir方程模型进行拟合分析,其动力学吸附可以用拟二级动力学方程模型进行拟合分析。阳离子对吸附剂EDTA-ATP去除三价铬具有抑制作用,影响顺序为Ca2+>Na+。同时随着溶液p H的增大,吸附剂EDTA-ATP对三价铬的吸附量逐渐增大。有机物的存在能更好的促进EDTA-ATP对三价铬的去除,相比APTES-ATP,EDTA-ATP能更好的与络合态的三价铬发生作用,从而达到去除的目的。从XPS分析结果可以看出,吸附剂EDTA-ATP对三价铬的吸附主要是通过羧基与三价铬的络合作用来达到去除的目的。