膨润土因资源丰富、成本低、比表面积大和阳离子交换性能高,被广泛应用在水处理领域。但因其亲水性强和表面永久负电荷,对阴离子染料吸附效果差,且分离不彻底。为了使膨润土更好地应用在染料废水治理领域,需改变膨润土的表面性质、层间结构和形貌,本论文以膨润土粉末为原料,采用三种途径对其表面、层间和形貌进行改性修饰:一是通过插层阳离子表面活性剂增加其层间距离、改变其表面性质;二是引入可与染料分子发生作用的官能团,如羟基、羧基、氨基等,增加其吸附阴离子染料的活性位点;三是将膨润土基吸附剂制备成珠状或涂层材料。改性后的复合材料同时具备两亲性吸附和迅速分离的优点,这对于染料废水的处理具有较大的理论和实际应用价值。主要研究内容如下:1.以膨润土为原料,将羧甲基纤维素引入到其表面,然后以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为单体在羧甲基纤维素和膨润土表面进行接枝聚合,制备复合材料Bent/CMC-g-P(DMAEMA);结合 SEM、TEM、XRD、TG、FT-IR、Zeta 电位、BET等手段对复合材料形貌及结构进行表征。通过调节复合材料中羧甲基纤维素的含量,制得了系列复合材料:20CMC-Bent,50CMC-Bent和80CMC-Bent。在单一染料体系中,20CMC-Bent对阴离子染料甲基橙MO具有优异的吸附性能:原水pH(6.86)、室温(298 K)、50 min时,1MO吸附量达110.7 mg g-1。并考察了两种混合体系,阴、阳离子染料MB/MO混合体系及表面活性剂SDS共存下,复合吸附材料20CMC-Bent的选择性吸附性能。结果表明,MO/MB共存时均可有效吸附,添加阴离子表面活性剂SDS后,MO吸附被抑制,选择性吸附MB。结合三种等温模型和六种误差函数分析了其可能的吸附机理。2.以膨润土、明胶为原料,通过注射器将其直接压缩,制备出明胶/膨润土二元复合材料微珠Gel-Bent,通过SEM、XRD、FT-IR、TG、Zeta电位等表征手段对其形貌与结构进行分析,并考察其对染料的吸附性能。研究结果表明,在单一染料溶液中,通过改变吸附剂中膨润土的含量可调节Gel-Bent微珠对染料刚果红CR和亚甲基蓝MB的选择性吸附,膨润土含量为6.25%和50%时对CR和MB最大吸附量分别为123.72和107.39 mg g-1,并考察了接触时间、温度和pH对吸附CR和MB的影响。在MB/CR复合体系中,考察了 pH、NaCl和SDS对其选择性吸附性能的影响。对其溶胀性质和重复使用性能也进行了探讨,结合动力学、吸附等温线模拟及误差函数等计算,分析了其可能的吸附机理。3.由于滤纸质软、可再生的特性,以滤纸为基底,用聚丙烯酸将阳离子表面活性剂CTAB改性有机膨润土涂层到滤纸表面,构建PAA/CTAB-Bent-FP薄膜复合吸附材料。运用SEM、FTIR、XRD、TG和BET等表征手段对复合吸附剂形貌与结构进行分析,同时研究了其对染料的吸附性能,分析了其可能的吸附机理。150 s内30%PAA/CTAB-Bent-FP对橙黄Ⅱ(ORⅡ)和MB的去除率分别达到80%和86%以上,表明可以简单快速的吸附ORⅡ和MB。值得一提的是,30%PAA/CTAB-Bent-FP对高浓度MB可高效、循环吸附,五次循环后去除率仍可达到96.2%。可见该复合吸附材料集快速吸附和简单分离于一体,循环性好、适用pH范围广,具备实际的应用价值。