纳米黏土矿物在环境治理领域中的应用

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1、纳米黏土矿物在环境治理领域中的应用摘要：粘土矿物具有许多优异性能，其中比表面积大、吸附能力强、阳离子交换能力强等特性使粘土矿物作为一种优良的环境保护材料而成为广大环保工作者所重视和研究的对象。本文介绍了粘土矿物在污水处理、气体净化、土壤污染、噪声和固体废弃物污染修复等方面的作用,并提出了今后粘土矿物应用于环境污染修复领域的研究重点。关键词：粘土矿物环境污染Abstract：Theclayminerals,asakindoffineenvironmentalremediationmaterials,attractsresearchers’attentions.Because

2、theyhavemanyexcellentcharacteristics,suchashighspecificsurfacearea,strongadsorptioncapacityandbettercationexchangeability.Applicationoftheclaymineralsinwastewatertreatment,airpurification,remediationofcontaminatedsoils,noisepreventionandsolidwastestreatmentwereintroduced.Thedevelopmenttre

3、ndofclaymineralsinenvironmentalremediationregionwasalopresented.Keywords:Claymineral,Environmentalpollution1.前言粘土矿物在自然界中储量丰富，并具有独特的优异性能。从本质上讲，粘土矿物所具有的吸附性、离子交换性、膨胀性、分散性、凝聚性、粘性、触变性和可塑性等一系列理化性质，都是由粘土矿物的不饱和电荷、大比表面积和存在于层间的水分子和阳离子所决定。在环境污染治理中，我们主要是利用了其吸附性和离子交换性。世界上许多国家非常重视粘土矿物在环境治理保护方面的应用，如蒙脱石、

4、蛭石、坡缕石、硅藻土、海泡石、凹凸棒石等，在空气、水体及土壤等的污染治理中都得到了不同程度的应用。随着科学技术的发展和工业化程度的不断提高，粘土矿物发展十分迅速。2.粘土矿物治理重金属水体污染的机理及实例应用随着现代工业的发展，选矿、冶金、化工、电镀等行业排放的废弃物，水体重金属污染。生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr、As和具有毒性的Zn、Cu、Co、Ni等重金属污染物，不能被生物降解，倾向于在活的有机体中富集，引发各种疾病,对环境造成严重危害[1]。治理重金属污染的传统技术有化学沉淀、渗透膜、离子交换、活性炭吸附等[2],但这些方法普遍成本较高。大量的研究表明，许多

5、矿物材料作为新型环境材料对工业有机废水具有较好的处理效果，与传统的物理、化学和生物处理方法相比，具有显著的优点和明显的优势：(1)成本低，来源广泛；(2)制备方法简单，使用方便；(3)具有较高的化学活性和生物稳定性；(4)容易再生，无二次污染，这些都为矿物材料对有机废水处理的工业化应用提供广阔的发展空间。　2.1粘土矿物对重金属污染物的净化机理粘土矿物对重金属污染物的净化机理，包括粘土矿物的吸附作用。吸附是重金属最普遍和最主要的保持机理，吸附作用包括表面吸附和离子交换吸附两类。表面吸附是指一种或多种化学物质在表面的富集，表面吸附作用与其表面性质密切相关。吸附作用的进行，引

6、起系统表面自由能的减少，因此，高度分散的细粉(外表面大)或多孔的固体(内表面大)，由于具有较大的表面积,即具有较大的表面能，都可能成为优良的吸附剂。离子交换吸附是类质同象替换使粘土矿物形成永久电荷，为平衡电荷粘土矿物吸附环境中的异号离子的现象。粘土矿物的表面上、孔道内和层间域均能发生离子交换吸附。粘土矿物的层间域有大量的负电荷，对重金属离子有较强的离子交换吸附性[3]。2.2粘土矿物治理重金属污染的研究实例何宏平等[4]通过蒙脱石、伊利石和高岭石三种粘土矿物对Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+五种重金属离子的吸附研究,结果表明，蒙脱石对Cr3+、Cu2+有很

7、好的选择性，伊利石和高岭石对Cr3+、Pb2+有较好的亲和力。柯家骏等[5]研究了膨润土粘土矿物吸附溶液中重金属离子的能力。结果表明，在相同的条件下，膨润土吸附溶液中重金属离子的次序是：Cu2+>Zn2+>Ni2+>Cd2+。李红阳等[6]通过实验表明,粘土矿物对于Cr、Cd、Pb、Hg、As等有害元素具有很强的吸附能力，是理想的低成本吸附剂,在废水处理中,可用来取代活性炭或离子交换树脂来去除重金属等有害元素。3.大气净化蒙脱石、海泡石、坡缕石及高岭石等因吸附性强，作为吸附过滤材料广泛应用于大气的净化。它们经简单的处理之后即可