凹凸棒石的改性及其對(duì)重金屬離子吸附的研究.pdf

1、凹凸棒石的改性及其對(duì)重金屬離子吸附的研究中文摘要本論文以凹凸棒石粘土為原料，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)分析，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，研究制備了具有重要應(yīng)用前景的改性材料——硅烷偶聯(lián)劑改性凹凸棒石。采用XRD、SEM、FTIR分析方法比較凹凸棒石改性前后的結(jié)構(gòu)變化，研究其改性機(jī)理。凹凸棒石粘土主要由凹凸棒石組成，天然凹凸棒石粘土常伴有蛋白石、石英和碳酸鹽等，同時(shí)由于范德華力和氫鍵作用，凹凸棒石粘土棒晶通常以聚集體形式存在，限制了凹凸棒石粘土的性能和應(yīng)用范圍

2、。因此，使用前通常需要采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄈコs質(zhì)和解離棒晶聚集體。通過酸活化處理可以部分解聚凹凸棒石粘土的棒晶束，而且可以改變凹凸棒石粘土的比表面積，去除當(dāng)中的碳酸鹽等礦物雜質(zhì)。與此同時(shí)氫離子能置換出凹凸棒石粘土中含有的鎂離子、鋁離子和鐵離子等金屬離子，提高凹凸棒石的陽離子可交換性，改善凹凸棒石粘土的脫色力和吸附性。凹凸棒石表面具有大量的硅羥基，因此對(duì)有機(jī)物具有非常強(qiáng)的親和力。硅烷偶聯(lián)劑在水解時(shí)可以產(chǎn)生大量硅羥基，這些硅羥基可以和凹凸棒石表

3、面硅羥基產(chǎn)生縮合，或者硅烷偶聯(lián)劑的硅羥基自身縮合，覆蓋于凹凸棒石表面，改性其表面形態(tài)和性質(zhì)，形成新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，豐富了凹凸棒石的孔道，合成一類新型的功能材料，從而賦予凹凸棒石新的性能。凹凸棒石粘土用鹽酸活化處理后再用硅烷偶聯(lián)劑改性。確定其工藝條件為：75mL濃度為4molL鹽酸溶液，加入到7.500g凹凸棒石粘土進(jìn)行酸活化，產(chǎn)品用去離子水洗滌中性后120℃烘干。以1:1比例加入硅烷偶聯(lián)劑，溫度控制在70℃，機(jī)械攪拌5h，抽濾洗滌烘干得到產(chǎn)

4、品。論文之后又考察了振蕩時(shí)間、pH值、腐殖酸（FA）、吸附濃度、離子強(qiáng)度、不同電解質(zhì)離子和溫度等因素對(duì)硅烷偶聯(lián)劑改性凹凸棒石粘土吸附Co（II）和Pb（II）的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吸附在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就能達(dá)到吸附平衡，pH值和離子強(qiáng)度是影響吸附的主要因素，表面絡(luò)合和離子交換是吸附的主要機(jī)理，主要表現(xiàn)在低pH值條件下為離子交換，而高pH值下為表面絡(luò)合。吸附等溫線用Langmuir、Freundlich和DubininRadushkevich(