改性沸石、膨潤土對重金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、近年來，經(jīng)濟的快速發(fā)展和工業(yè)化進程的推進使環(huán)境污染問題不容忽視。水體污染現(xiàn)象也引起人們的廣泛關注。水體中的重金屬離子難降解，易積累，可通過食物鏈進入人體中，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+，探究其對不同重金屬離子的吸附差異性;通過Zeta電位、紅外光譜(FTIR)、X-ray衍射(XRD)，對改性沸石、未改性沸石表征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析，重點研究了改性沸石和未改性沸石對Cr2O72-和Pb2+差異性吸附的原因;并探究了pH值對重金屬離子吸附量的影響。利用殼聚糖復合改性沸石、膨潤土，以離子液體作為溶劑，分別制備殼聚糖交聯(lián)沸石、膨潤土微球(CTS/IL/Z、CTS/

3、IL/B);重點研究了兩種吸附劑分別對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重金屬離子吸附量及去除率的影響;通過Zeta電位、FTIR、掃描電鏡(SEM)，能譜儀(EDS)，對CTS/IL/Z和CTS/IL/B表征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析，探索了CTS/IL/Z和CTS/IL/B對重金屬離子的作用機制;在此基礎上，還對吸附劑在酸溶液中的再生過程進行了研究。
　　本課題主要研究結(jié)果如下

4、:
　　(1)表面活性改性沸石
　　通過表面活性劑改性沸石(CTMAB-Z、CPB-Z)和未改性沸石對Cr2O72-和Pb2+的吸附試驗得出:CTMAB和CPB-Z相比于未改性沸石對Cr2O72-的吸附量分別提高了4和6倍;而對Pb2+的吸附量是未改性沸石的1/3。溶液的pH為4-6時，對Cr2O72-和Pb2+的吸附效果較好。Langmuir模型和準二級吸附動力學模型對不同類型沸石吸附Cr2O72-及Pb2+的擬合度均達到

5、0.95以上。Zeta電位測定發(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的負電性變?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、膨潤土微球(CTS/IL/Z、CTS/IUB)，分別吸附Cu2+、Cr2O72-和Pb2+，試驗發(fā)現(xiàn)CTS/IL/Z、CTS/IL/B對

6、Cu2+的吸附容量分別為118.8 mg/g，125.5mg/g;對Pb2+的吸附容量分別為324.48 mg/g，250.0 mg/g。兩種吸附劑對Cr2O72-的吸附量相比于未改性沸石、膨潤土提高了近5倍。通過探究pH值對去除率的影響發(fā)現(xiàn):當pH為4時，CTS/IL/Z、CTS/IL/B對Pb2+的去除率分別達到98％和99％;當pH為6時，CTS/IL/Z、CTS/IL/B對Cu2+的去除率均達到99％以上;對于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對不同重金屬離子有選擇吸附性，其吸附量大小順序為:Cu2+＞Pb2+＞ Cr2O72-。本試驗采用酸再生法對吸附劑進行再生，試驗發(fā)現(xiàn)用0.1 mol/LH2SO4對吸附劑的再生效果較好。
　　試驗發(fā)現(xiàn):表面活性劑改性沸石與未改性沸石對Pb2+和Cr2O72-的吸附性能不同。通過Zeta電位、FTIR及XRD等測定改性沸石、未改性沸石表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，證明