有機(jī)膨潤土的制備及其對廢水中硫氰根離子的吸附研究.pdf

1、焦化廢水中含有大量的有機(jī)污染物和無機(jī)污染物，含量較多的無機(jī)物是硫氰根離子，這類物質(zhì)對水環(huán)境和土壤危害極大，對人體腎功能有明顯損害，因而研究如何去除焦化廢水中硫氰根離子有著極為重要的意義。膨潤土資源豐富，具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)，利用其離子交換性能和吸附性能，可將廢水中一些有機(jī)物與陽離子去除，但對于廢水中存在的陰離子污染物效果不佳，經(jīng)改性后的膨潤土層間距變大，表面所帶電荷發(fā)生轉(zhuǎn)變，能夠有效的吸附廢水中有機(jī)和無機(jī)污染物。本文利用不同種類

2、表面活性劑對膨潤土進(jìn)行改性，制備有機(jī)膨潤土，研究其對硫氰根離子的吸附去除行為。
　　本論文采用振蕩攪拌法，將多種典型表面活性劑，十八烷基三甲基氯化銨(OTAC)、十六烷基二甲基芐基氯化銨(HDBAC)、苯基三甲基氯化銨(TMPAC)、芐基三甲基溴化銨(BTMAB)、十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)，改性鈉基膨潤土(Na-Bent)得到一系列有機(jī)膨潤土標(biāo)記為OTA+-Bent、HDBA+-Bent、TMPA+-Bent、BTMA+

3、-Bent、CTMA+-Bent。借助XRD、BET、FTIR手段對其物化性能進(jìn)行表征，并在相同條件下研究硫氰根的吸附行為。考察碳鏈的長、短和苯環(huán)對硫氰根吸附的影響。結(jié)果表明，長碳鏈改性劑制備的有機(jī)膨潤土吸附效果較好，帶有苯環(huán)改性劑制備的有機(jī)膨潤土，其層間距小和層間苯環(huán)的空間位阻大，導(dǎo)致對硫氰根吸附效果不佳。
　　將CTMA+-Bent作為吸附劑，研究對硫氰根的吸附行為，詳細(xì)考察CTMAB的改性量、有機(jī)膨潤土的加入量及吸附時(shí)間等因

4、素對吸附率的影響，結(jié)果表明CTMAB的改性量為1.0CEC（Na-Bent的陽離子交換容量），吸附時(shí)間為60 min，吸附劑用量15g·L-1，處理廢水中硫氰根離子質(zhì)量濃度為50 mg·L-1，對硫氰酸根離子的吸附率可達(dá)91.63％，其對硫氰酸根離子的吸附行為符合朗格繆爾等溫吸附模型，用準(zhǔn)一級、準(zhǔn)二級模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，回歸結(jié)果表明，準(zhǔn)二級模型更準(zhǔn)確地反映了吸附動(dòng)力，而且是一個(gè)簡單的物理吸附。熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算得到△G=-2～-5 kJ

5、·mol-1，表明CTMA+-Bent對硫氰酸根離子的吸附是自發(fā)的;△H=-24.42 kJ·mol-1，表明吸附是一個(gè)放熱過程。
　　采用四甲基氯化銨(TMAC)和十六烷基三甲溴化銨(CTMAB)，制備長、短碳鏈的雙陽離子有機(jī)膨潤土CTMA+-TMA+-Bent，詳細(xì)考察CTMA+-TMA+-Bent的改性量、改性土的投加量及吸附時(shí)間對吸附率的影響，結(jié)果表明CTMAB的改性劑用量為1.0 CEC和TMAC的用量為0.4 CEC吸

6、附時(shí)間為60 min，吸附劑用量15 g·L-1，處理廢水中硫氰根離子質(zhì)量濃度為50 mg·L-1，對硫氰酸根離子的吸附率可達(dá)97.05％，其對硫氰酸根離子的吸附行為符合朗格繆爾等溫吸附模型，用準(zhǔn)一級、準(zhǔn)二級模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，回歸結(jié)果表明，準(zhǔn)一級模型更準(zhǔn)確地反映了吸附動(dòng)力。熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算得到△G=-7～-8 kJ·mol-1，表明CTMA+-Bent對硫氰酸根離子的吸附是自發(fā)的;△H=-21.54 kJ·mol-1，表明吸附是一個(gè)