偶聯(lián)劑改性伊利石的制備及其對(duì)重金屬處理的研究.pdf

1、近年來(lái)隨著工業(yè)化步伐的加快及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的加速推進(jìn)，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為整個(gè)中國(guó)乃至全球關(guān)注的焦點(diǎn)。尤其是重金屬污染問(wèn)題的日益突出，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了發(fā)展中國(guó)家解決水環(huán)境問(wèn)題。
　　常見(jiàn)的重金屬處理方法有：氧化還原法、電化學(xué)法、離子交換法、膜分離法、化學(xué)沉淀法、微生物法等，鑒于以上處理方法存在運(yùn)行成本高、操作復(fù)雜、投資大等弊端，而吸附法具有經(jīng)濟(jì)、高效、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，使得吸附法逐漸被重金屬?gòu)U水處理領(lǐng)域的研究學(xué)者所關(guān)注。粘土礦物作為一種經(jīng)濟(jì)

2、有效的吸附劑逐漸受到研究者的青睞。但作為常見(jiàn)四大粘土礦物之一的伊利石，在重金屬?gòu)U水處理方面的應(yīng)用研究卻較為罕見(jiàn)，對(duì)伊利石的改性研究更是鮮有探討。
　　河南平頂山市伊利石儲(chǔ)量豐富，被稱(chēng)為“伊利石之都”，為了充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，提高伊利石的利用價(jià)值，本文選用伊利石作為研究對(duì)象，擬通過(guò)使用氨基硅烷偶聯(lián)劑（KH550）改性伊利石原礦用以處理含重金屬?gòu)U水。具體的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　（1）采用 KH550與伊利石混合加熱攪拌的

3、改性方法制備改性伊利石（ KH550-Illite），最佳改性條件：50mL乙醇溶液中加入5mL KH550，超聲20min后加入40g伊利石原礦，55℃下恒溫水浴攪拌2h，用無(wú)水乙醇反復(fù)沖洗后烘干制得成品KH550-Illite。
　　（2）對(duì)伊利石原礦、KH550-Illite以及采用 X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、比表面積及孔徑（BET）、傅立葉紅外光譜（FTIR）進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明：KH550對(duì)伊利石原礦的

4、改性是以嫁接的方式在伊利石原礦表面形成一層特殊的膜，而這種特殊的膜表面含有一種極易與重金屬發(fā)生反應(yīng)的有機(jī)官能團(tuán)—NH3+。
　　（3）分別從反應(yīng)溫度、反應(yīng)pH、反應(yīng)時(shí)間、吸附劑的投加量幾方面探究了KH550-Illite對(duì)模擬含 Pb2+（Cd2+）廢水的處理，同時(shí)對(duì)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了吸附熱力學(xué)和吸附動(dòng)力學(xué)模擬，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出：1）在50mL、150mg/L、pH為5.0的模擬含Pb2+廢水中加入0.125g KH550-Illit

5、e，25℃下反應(yīng)120min后達(dá)到吸附平衡，飽和吸附容量為39.8mg/g；2）在50mL、50mg/L、pH為4.0的模擬含 Cd2+廢水中投加0.12g KH550-Illite，40℃條件恒溫水浴振蕩，90min后達(dá)到吸附平衡，飽和吸附容量為16.37mg/g；3） KH550-Illite對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)M含 Pb2+（Cd2+）廢水的吸附過(guò)程滿(mǎn)足 Langmuir吸附等溫模型，同時(shí)可用二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行描述。
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