无机-有机复合膨润土制备及其处理氨氮和磷的研究

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1、摘要摘要水体富营养化已成为世界范围内普遍存在的环境问题，藻类大量增殖的限制因子主要是磷，其次是氮，要控制水体富营养化，最重要的是减少水体中的氮、磷。改性膨润土具有良好的吸附性能，在废水、废气吸附处理及污染环境修复中有很好的应用前景。由于改性膨润土合成工艺复杂、耗能耗时、废水处理中固一液分离困难，处理成本高，结构功能单一，限制了其在实际废水处理中的应用。针对改性膨润土在实际应用于环境治理中存在的问题，利用膨润土的吸附特性，选择烷基多糖苷季铵盐和AICl3"6H20制各混合改性剂，分别采用常规湿法和微波方法合成无机．有机复合膨润土，研究

2、其对废水中氨氮和磷的去除性能、沉降性能及制备工艺条件对氨氮和磷的去除性能的影响规律，分析表征了其结构特征，初步探讨了合成机理；系统地考察了影响无机一有机复合膨润土去除氨氮和磷的因素，研究了其对氨氮和磷的去除机理。最佳制备工艺条件下合成无机一有机复合膨润土，微波合成所需时间由湿法的60min降低蛰J10min，原土无需处理，制备中无需搅拌和热水浴。C8．AlIH．Wbent和C12-～．H．Wbent对磷的去除率由C8．A1．H．bent和C12．A1．H．bent的83．64％和80．36％提高至1J93．83％和92．18％，比原

3、土提高了近10倍。无机。有机复合膨润土比表面积变小，XRD显示d001值由原土1．3604增大到1．9211至2．0629，C8一Al_H．Wbent和C12-A1．H。Wbent的层间距大于C8．A1．H．bent和C12-A1．H—bent。红外光谱结果显示无机．有机复合膨润土仍然保持了硅酸盐基本骨架，出现了阳离子表面活性剂中的．CH2基团中C．H的特征吸收峰，Si-O．Al弯曲振动的吸收峰加强，表明改性剂进入了膨润土的层间结构。SEM显示膨润土改性前后的表面特性发生明显变化，孔道和空隙结构有所改善。无机一有机改性膨润土的合成是

4、由无机金属阳离子的离子交换、表面吸附作用、表面沉淀、金属离子水解及有机阳离子的离子交换吸附和分配吸附等多种机理的共同作用。微波强烈的热效应可加速反应，非热效应可以促进反应进程和提高膨润土有机化程度。微波方法可以简化制备工艺，缩短改性时间，降低能耗，为开发新型高效的改性膨润土并降低废水处理成本提供了一条新途径。无机．有机复合膨润土对氨氮和磷有较好的去除性能，投加量、pH值、反应时间、反应温度等因素均影响其对氨氮和磷的去除效果，其中prI值是最重要的广东工业大学硕士论文影响因素。C8．Al—H．bent和C12-A1．H．bent投加量

5、控制在169／L；C8．A1．H—Wqaent和C12．A1．H．Wbent投加量控制在12egL，pH为6．5，60"C条件下反应60min，C8．A1．H—Wbent和C12．AI．H．Wbent对磷初始浓度不大于40mg／L，Cs．AI．H．bent和C12-A1-H．bent对磷初始浓度不大于30mg／L的废水进行处理，其剩余浓度均小于0．5mg／L。对初始浓度50mg／L的氨氮废水，投加量控制在169／L，pH为9，50℃条件下反应60min，其去除率达到70％以上。无机一有机复合膨润土对氨氮和磷的吸附均更好的符合Lang

6、muir吸附等温式。氨氮和磷共存条件下，更有利于无机一有机复合膨润土去除氨氮和磷，混合组分溶液体系中磷的吸附较好符合Langmuir吸附等温式，而对氨氮的吸附较好符合Freundlich吸附等温式。无机一有机复合膨润土对氨氮的去除以阳离子交换为主，同时伴随一定的物理吸附，对磷的去除则由物理吸附、化学吸附、阴离子交换吸附和化学沉淀等多种作用机理的共同作用。混合组分溶液中可能生成MAP，进一步提高无机一有机复合膨润土膨润土对混合组分溶液中氨氮和磷的去除率。关键字：无机一有机复合膨润土制备氨氮磷HABSTRACTEutrophicatio

7、nhasbecomeacommonworldwideenvironmentalproblem，whilethelimitingproliferationfactorforalgalismainlyphosphorus，followedbynitrogen．Socontroleutrophication,themostimportantistoreducenitrogenandphosphorus．Bentonitehasgoodadsorptionpropertiesandagoodprospectinwastewater,wast

8、egasadsorptiontreatmentandenvironmentalpollutionrehabilitation．Synthesisprocessofmodifiedbentonite，complex,timeandene