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环境矿物-凹凸棒石粘土的吸附性能研究

日期:2007-07-02    
凹凸棒石粘土经适当改性处理后,其形态、比表面积、孔径分布和表面电性等理化性能指标都得到改善,吸附性能进一步提高,在废水处理领域中的应用受到了广泛的关注。本论文针对凹凸棒石粘土的全孔分布等理论研究、处理染料和重金属废水等应用研究较少的问题,着重研究了凹凸棒石粘土样品对模拟废水中染料(碱性品红)和重金属离子(Cr6+)的吸附行为。 1.通过X-射线衍射、扫描和透射电镜、傅立叶变换红外光谱、X-荧光光谱、BET-比表面积和全孔分布等分析手段对安徽明光天然凹凸棒石粘土样品的理化性能进行了测试和表征。结果表明,该天然凹凸棒石粘土的比表面积为73.36m2/g,其内部是一种致密有序的晶束,矿物组成为凹凸棒石约60%、石英约10%、白云石约20%。红外吸收光谱主要分布于高频区3700~3000cm-1,和中低频区1600cm-1及1000cm-1。 2.以安徽明光天然凹凸棒石粘土为原料,制备了改性样品,进一步对其进行矿物学特征和酸、热稳定性研究表明,其致密有序的层链状、纤维束结构,与蒙脱石、高岭石等层状粘土矿物存在结构上的差异。酸、热改性处理并未能明显改变凹凸棒石粘土特有的基团结构,可见其对本实验条件下的酸、热处理具有一定的稳定性。 3.酸、热处理凹凸棒石粘土样品对模拟废水中碱性品红和重金属离子Cr6+的吸附性能研究表明:吸附时间、凹凸棒石粘土投加量、pH值、废水的初始浓度都是影响凹凸棒石粘土吸附效果的重要因素;最佳实验条件下,碱性品红的去除率达92%~99%,而Cr6+的去除率较低,只有10%~20%。 4.凹凸棒石粘土对染料分子碱性品红的吸附以孔道外的表面物理吸附为主,而对重金属离子Cr6+的吸附则以离子交换型的化学吸附为主。