膨润土的改性研究

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1、摘要讨论了膨润土吸附剂的改性方法，通过比表面测定、扫描电镜、X射线能谱元素测定等，探讨了膨润土的结构与改性机理。研究结杲表明「高温焙烧法活化膨润土冇较好的效果，其对染化废水COD和色度有良好的去除能力，当投加0.1%改性膨润土，COD去除率可达74%,脱色率达95%以上。为天然膨润土的表面改性及其在染化废水处理屮的应用捉供了有价值的参考依据。关键词:吸附剂，膨润土，染化废水引言31实验部分31.2实验方法31.3分析测试42结果与讨论2.1高温培烧法活化膨润土2.2酸溶液活化膨润土52.3盐溶液活化膨润土63结束语

2、4致谢•…95参考文献……膨润土(Bentonite)是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物。由于它具有一系列独特的性能，目前已得到广泛的应用与研究(1〜3)o例如，膨润土可用于建筑地基、水库、池塘、废水处置坑等的不透水衬层，保护地下水等不受污染，或减少水库、池塘中水的损耗，也可用作饮用水、果汁、啤酒、植物油及污水的吸附过滤材料。近年来，我国在广四、辽宁、新疆、江苏、浙江等地发现和探明大量的膨润土矿产,总储量居世界前列(4)。但与发达国家相比，我国膨润土资源利用水平低，使用范围窄、产品开发的多样化和系列化程度不够，所以

3、对这种廉价矿土资源的开发应用研究具有很重要的意义。1实验部分1.1材料与仪器实验所用天然膨润土采口辽宁抚顺。JSM—6300扫描电镜，日木电了公司(JEOL)制造；SigmaX射线能谱仪(EDS),美国KEVEX公司制造；DTA—1700型差热分析仪，美国Perkin-Elmer公司制造；JB—1型比表面测定仪，中科院上海冶金研究所研制。1.2实验方法天然膨润土的改性实验步骤见表lo表1膨润土改性制备方法吸附剂制备方法焙将120目膨润土放入马福炉内以30r/min速度升至一定温度锻烧，保温一段时间，烧土出炉冷却，研

4、磨过筛。酸改土将120目膨润土浸置于硫酸或盐酸溶液，在一定水浴温度下加热搅拌一定时间，抽滤去液，用蒸憾水将滤液洗至中性，于150°C下干燥，研磨至原粒度。盐改土将120目膨润土浸置于NaCl或MgC12溶液，在一定水浴温度下加热搅拌一定时间，抽滤去液，用蒸憾水将滤液洗至中性，于150°C下干燥，研磨至原粒度。注：膨润土与酸溶液或盐溶液的固一液质量比为1：10o静态吸附实验：称取一定量改性后的膨润土置于250ml,具塞锥形瓶中，注入50niL待处理染化废水，混合均匀后测定并调节pH值，在HY—4/KS型调速多用振荡器

5、中以180r/min振荡吸附一定吋间,静置，取上清液测有关水质指标。1.3分析测试1）化学成分的测定：取吸附剂少许，置于已喷金的小铜片上，于与JSM-6300扫描电镜联结的X射线能谱仪上测定化学成分。X射线能谱仪工作条件:20.0kV电压，100X10—12A电流，15・0俪工作距离，0。倾斜角度。2）扫描电镜实验：取吸附剂少许，置于已喷金的小铜片上，于JSM-6300扫描电镜上观察改性前后膨润土的微观形貌，拍摄电镜图片。3）比表面积测定：称取定量吸附剂，在JB—1型比表面测定仪上利用N2吸附法测定样品的比表而积。

6、BET公式计算。4）差热曲线（DTA）的测定：取吸附剂少量，于DTA—1700型差热分析仪中测定DTA曲线。差热分析仪升温速率为20°C/min,以A12O3为参比物。5）废水指标测定：标准重銘酸钾法测定废水COD值；目视稀释倍数法测定色度（5）o2结果与讨论2.1高温焙烧法活化膨润土为探索温度对膨润土结构及吸附性能的影响，通过高温焙烧改性实验以及差热分析、比表面测定、扫描电镜实验对高温焙烧改性机理进行了研究。结果表明，当膨浪土焙烧温度低于450°C时，染化废水COD去除率随着焙烧温度的上升而增加得较快，当焙烧温度

7、达450°C时，COD和色度的去除效果最佳，此时，经改性膨润土处理后的染化废水COD由原来的477mg/L降至83mg/L,去除率达82%,脱色率达97%,当温度超过450°C时，废水COD随温度的继续增加而逐渐下降，脱色率趋于稳定。我们还发现，时间越2,处理效果并不见得越好。这是因为当在适当温度下焙烧一定时间后,膨润土的表而水及空隙屮的一些杂质已基本除去，空隙率和比表而积已不随高温处琪时间延长而增大，而温度过高或焙烧时间过长，易导致膨润土卷边片状结构烧结、堆枳，反而降低了孔隙率和孔径，H增加了处理成木，因此，选择

8、焙烧时间2h较为合适。几种焙烧而后膨润土的比表面，对比数据见表2。由表2可见，不同温度卜•焙烧膨润土具冇不同的比面积，它们的比表面积随着焙烧温度的壇加而壇大。450°C焙烧膨润土的比表面积可达120.24m2/g；当温度超过600°C时，比表面积逐渐呈下降起势。以上结果很可能是由于温度的升高，吸附剂结构中的沸石水和结晶水析出，表直积增大，提高了吸附质所能进入