叶蜡石粉体的吸附性能研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文⑧叶蜡石粉体的吸附性能研究摘要环境问题和资源危机是人类发展所面临的两大重要课题。虽然活性炭己被广泛用作水体污染物的吸附剂，但其生产耗能、价格昂贵，广泛应用受到限制。为实现低成本、高效率的废水净化，一些具有吸附特性的天然粘土矿物越来越引起了人们的关注。叶蜡石是典型的2：1型层状化合物，层状结构相邻两晶层间仅以范德华力连接，结合力弱，阴、阳离子可进入层间，具有一定的吸附能力。我国的叶蜡石矿产资源丰富，价格低廉，利用粉体的天然优势，研究和开发以叶蜡石为原料的新型吸附材料，不仅填补了国内这一领域的研究空白，还对人类未来合理利用资源，

2、解决环境污染问题，具有极深远的意义。本课题将叶蜡石原矿粉进行改性处理，制备了酸洗、球磨、酸洗一球磨三种改性粉体。从粉体成分、形貌和粒度的检测可知：酸洗改性不仅能侵蚀叶蜡石粉体表面，形成有利于吸附的孔结构，还促使A13+、Fe2+、Ti2+部分溶出；球磨改性则可有效减少粉体粒径。动力学研究结果表明：叶蜡石对亚甲基蓝(MB)的吸附动力学曲线符合伪二阶反应模型；酸洗一球磨粉快速阶段的吸附反应速率明显大于原矿粉，酸洗一球磨粉的吸附量在反应开始5min时达4．24mg／g，而原矿粉为3．71mg／g；溶液pH值的提高有利于叶蜡石吸附MB，且酸洗．球磨改性粉在

3、溶液pH值为11的吸附体系中，经30min浙江工业大学硕士学位散⑧吸附反应，吸附率可达99％；吸附反应速率随着反应体系温度的提高而提高；表面活性剂改性是一种可行、有效的粉体吸附性能改性方法。热力学结果表明：酸洗一球磨粉的平衡吸附容量也较原矿粉明显增大，当MB溶液浓度分别为10、20、30和40mg／L时，酸洗一球磨粉的平衡吸附容量分别为4．8、8．0、9．9和10．6mg／g，而原矿粉则为4．6、7．1、8．5和9．6mg／g；吸附方式与Langmuir、Redlich-Peterson、Koble-Corrigan吸附模型均较好拟合，符合单分子层

4、吸附模型；吸附体系的厶G、厶S、厶日值皆为负，是自发的、混乱度降低的、放热过程，且酸洗．球磨粉的厶G、么S、厶日值都明显小于原矿粉。本课题还系统研究了吸附时间、溶液初始浓度，以及溶液初始pH值对叶蜡石吸附Cr(VI)的影响，实验结果表明：叶蜡石对Cr(VI)的吸附也存在快速、慢速两个阶段，吸附作用5min时，四种样品粉体对Cr(VI)的吸附率已达33．3--46．7％，而吸附作用20min后，吸附率也仅为50％左右；叶蜡石对Cr(VI)的吸附率随溶液初始浓度的增加而逐渐下降，吸附量逐渐升高；溶液初始pH值为1．5~2最有利于叶蜡石吸附Cr(VI)，

5、吸附率可增至80％以上；由理论分析得，叶蜡石吸附Cr(VI)是一个阴离子交换的化学吸附过程。关键词：叶蜡石粉，吸附，亚甲基兰，六价铬浙江工业大学硕士学位论文⑧STUDYoFTHEADSORPTIoNBEHAVIORoFRAWANDMoDIFIEDPYROPHYLLlTEPOWDERSABSTRACTPyrophylliteisarelativelyraremineralthatisoftenusedasarawmaterialinmanyindustrialapplications，particularlyinceramicsandrefracto

6、ries．However，thedioctahedralstructurehasrevealedapotentialuseofthispyrophylliteclayintheremovalofheavymetalsanddyemolecules．Therefore，theapplicationofpyrophylliteonwastewatertreatmenthasbecomeofgreatinterestinChinabecauseofitsabundanceinlocalreservesaswellasitsstableadsorbents

7、tructuralproperties．Inthiswork，rawpyrophyllitepowdersweremodifiedbypickling，grindingandpickling-grindingtreatmentsinadvanceandflcomparativestudyofrawandmodifiedpowderswascarriedout．ThechemicalanalysisofpicklingpowdersshowedanobviousdecreaseofA13+．Fe2+andTi2+．TheSEMmicrographsa

8、reevidentthatthepicklingprocessnotonlycausedthesurfaceerosion