改性沸石、膨潤(rùn)土對(duì)重金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)使環(huán)境污染問(wèn)題不容忽視。水體污染現(xiàn)象也引起人們的廣泛關(guān)注。水體中的重金屬離子難降解，易積累，可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體中，危害身體健康。因此，如何高效去除水體中的重金屬離子是現(xiàn)在急需解決的問(wèn)題。
　　本課題主要研究了兩方面內(nèi)容:利用十六烷基三甲基溴化銨(Hexadecyl trimethylammonium Bromide，CTMAB)和嗅代十六烷基吡啶(Bromohexadecyl pyridi

2、ne，CPB)改性沸石、未改性沸石吸附Cr2O72-和Pb2+，探究其對(duì)不同重金屬離子的吸附差異性;通過(guò)Zeta電位、紅外光譜(FTIR)、X-ray衍射(XRD)，對(duì)改性沸石、未改性沸石表征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，重點(diǎn)研究了改性沸石和未改性沸石對(duì)Cr2O72-和Pb2+差異性吸附的原因;并探究了pH值對(duì)重金屬離子吸附量的影響。利用殼聚糖復(fù)合改性沸石、膨潤(rùn)土，以離子液體作為溶劑，分別制備殼聚糖交聯(lián)沸石、膨潤(rùn)土微球(CTS/IL/Z、CTS/

3、IL/B);重點(diǎn)研究了兩種吸附劑分別對(duì)Cu2+、Cr2O72-及Pb2+的吸附性能，并探究溶液的pH值、吸附劑的投加量等影響因素對(duì)重金屬離子吸附量及去除率的影響;通過(guò)Zeta電位、FTIR、掃描電鏡(SEM)，能譜儀(EDS)，對(duì)CTS/IL/Z和CTS/IL/B表征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探索了CTS/IL/Z和CTS/IL/B對(duì)重金屬離子的作用機(jī)制;在此基礎(chǔ)上，還對(duì)吸附劑在酸溶液中的再生過(guò)程進(jìn)行了研究。
　　本課題主要研究結(jié)果如下

4、:
　　(1)表面活性改性沸石
　　通過(guò)表面活性劑改性沸石(CTMAB-Z、CPB-Z)和未改性沸石對(duì)Cr2O72-和Pb2+的吸附試驗(yàn)得出:CTMAB和CPB-Z相比于未改性沸石對(duì)Cr2O72-的吸附量分別提高了4和6倍;而對(duì)Pb2+的吸附量是未改性沸石的1/3。溶液的pH為4-6時(shí)，對(duì)Cr2O72-和Pb2+的吸附效果較好。Langmuir模型和準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型對(duì)不同類型沸石吸附Cr2O72-及Pb2+的擬合度均達(dá)到

5、0.95以上。Zeta電位測(cè)定發(fā)現(xiàn)未改性沸石Zeta電位為-35.90，CTMAB-Z和CPB-Z Zeta電位分別為5.65，21.60，改性后沸石表面Zeta電位相比于未改性沸石由原來(lái)的負(fù)電性變?yōu)檎娦浴?br>　　(2) CTS/IL/Z、CTS/IL/B微球
　　利用制備的殼聚糖交聯(lián)沸石、膨潤(rùn)土微球(CTS/IL/Z、CTS/IUB)，分別吸附Cu2+、Cr2O72-和Pb2+，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CTS/IL/Z、CTS/IL/B對(duì)

6、Cu2+的吸附容量分別為118.8 mg/g，125.5mg/g;對(duì)Pb2+的吸附容量分別為324.48 mg/g，250.0 mg/g。兩種吸附劑對(duì)Cr2O72-的吸附量相比于未改性沸石、膨潤(rùn)土提高了近5倍。通過(guò)探究pH值對(duì)去除率的影響發(fā)現(xiàn):當(dāng)pH為4時(shí)，CTS/IL/Z、CTS/IL/B對(duì)Pb2+的去除率分別達(dá)到98％和99％;當(dāng)pH為6時(shí)，CTS/IL/Z、CTS/IL/B對(duì)Cu2+的去除率均達(dá)到99％以上;對(duì)于Cr2O72-的吸

7、附，酸性條件下好于堿性條件下。共存體系中，CTS/IL/Z、CTS/IL/B對(duì)不同重金屬離子有選擇吸附性，其吸附量大小順序?yàn)?Cu2+＞Pb2+＞ Cr2O72-。本試驗(yàn)采用酸再生法對(duì)吸附劑進(jìn)行再生，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用0.1 mol/LH2SO4對(duì)吸附劑的再生效果較好。
　　試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):表面活性劑改性沸石與未改性沸石對(duì)Pb2+和Cr2O72-的吸附性能不同。通過(guò)Zeta電位、FTIR及XRD等測(cè)定改性沸石、未改性沸石表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，證明