聚合物改性膨潤土及其對橙黃Ⅱ的吸附.pdf

1、本論文旨在通過制備聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨改性膨潤土(Bent-PDMC)、聚苯胺改性膨潤土(Bent-APTES-PANI)和聚乙烯亞胺改性膨潤土(Bent-CPTES-PEI)三種新型膨潤土基吸附材料來有效處理染料廢水。通過多種技術(shù)手段研究了聚合物改性膨潤土的層間距、電勢特性、外觀形貌和聚合物含量的變化，確定改性膨潤土的性能特征。選用橙黃‖作為吸附質(zhì)，研究了溶液pH、接觸時(shí)間、溫度和吸附質(zhì)初始濃度對吸附性能的影響，測定不同吸附

2、劑的最佳吸附條件，進(jìn)一步研究了吸附動(dòng)力學(xué)、吸附等溫線和吸附熱力學(xué)，進(jìn)而推斷出吸附機(jī)理，最后通過比較多種吸附劑對陰離子染料的吸附性能，確定本論文中三種聚合物改性膨潤土作為吸附劑在染料廢水處理方面的可行性。
　　本論文的內(nèi)容及成果如下:
　　(1)選用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、苯胺和聚乙烯亞胺制備出三種聚合物改性膨潤土吸附劑。紅外光譜、X-射線衍射、掃描電子顯微鏡和熱失重分析結(jié)果表明改性后膨潤土層間結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化并且聚合物

3、含量越高層間結(jié)構(gòu)變化越大;zeta電位測定表明改性膨潤土電負(fù)性由負(fù)電性變?yōu)檎娦浴?br>　　(2) Bent-PDMC、Bent-APTES-PANI和Bent-CPTES-PEI對橙黃‖的最大吸附量分別為209、357和1274 mg/g。吸附試驗(yàn)結(jié)果表明:溶液pH值對改性膨潤土吸附量無影響，橙黃‖溶液初始濃度越大，吸附量越高;Bent-CPTES-PEI吸附時(shí)間最少，達(dá)到平衡需要40 min，而Bent-APTES-PANI吸附最

4、慢，需要240 min; Bent-PDMC隨著溫度升高吸附量略微減小，Bent-APTES-PANI隨著溫度升高吸附量先增加后減小，而Bent-CPTES-PEI隨著溫度升高吸附量逐漸增大。
　　(3)三種吸附劑均符合準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型，吸附過程均可用Langmuir吸附等溫線進(jìn)行描述。熱力學(xué)研究表明:Bent-PDMC吸附過程是一個(gè)放熱且熵增加的自發(fā)過程;Bent-APTES-PANI吸附過程是一個(gè)吸熱且熵減小的自發(fā)過程;而Be

5、nt-CPTES-PEI吸附過程是一個(gè)吸熱且熵增加的自發(fā)過程。
　　(4) Bent-PDMC最佳吸附條件為橙黃‖初始濃度為500 mg/g，溫度為298 K且吸附時(shí)間為80 min; Bent-APTES-PANI最佳吸附條件為橙黃‖初始濃度為500 mg/g，溫度為308 K且吸附時(shí)間為240 min; Bent-CPTES-PEI最佳吸附條件為橙黃‖初始濃度為1500 mg/g，溫度為318K且吸附時(shí)間為40 min。

6、>　　(5)比較三種吸附劑得出:吸附原理均為吸附劑表面陽離子(-NR3+)與橙黃‖分子磺酸基(-SO32-)的離子相互作用;正電性大小與吸附量無關(guān);吸附劑中聚合物含量越高，吸附量越大。
　　(6)通過比較不同吸附劑對陰離子染料的吸附性能，結(jié)果表明本文合成的三種吸附材料具有較好的吸附性能，特別是Bent-CPTES-PEI吸附劑吸附量高于活性炭類吸附劑。作為廉價(jià)、高效且合成與后處理簡單的吸附劑，Bent-CPTES-PEI可取代活性