蒙脱石有机插层复合物的制备及其对含CrⅥ废水吸附行为的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文蒙脱石有机插层复合物的制备及其对含Cr（Ⅵ）废水吸附行为的研究姓名：付桂珍申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：龚文琪2003.5.1武汉理工大学硕士学位论文摘要为了拓展非金属矿物在环境保护中的应用，我们开展了本课题的研究，国内外对蒙脱石层间化合物在废水处理领域的应用开展了一些研究，但多集中于蒙脱石有机层间化合物对废水中有机污染物和重金属阳离子的吸附去除方面，对于蒙脱石有机层间化合物吸附Cr(WI)有害阴离子基团的研究则未见报道【”J。本论文以辽宁某地蒙脱石为原料，系统研究了蒙脱石有机插层复合物的制各及其对废水中Cr(V1)有害阴

2、离子(Cr04’、Cr2072-等)的吸附行为与机理。实验制备了十六烷基三甲基溴化铵／蒙脱石有机插层复合物，实验结果表明，插层剂的加入摄影响蒙脱石有机插层复合物的晶层间距，制备蒙脱石有机插层复合物的最佳插层剂加入量为120％CEC，此时制备的钙基蒙脱石有机插层复合物(GY)的晶层间距由钙基蒙脱石(原土)的15．5589A提高到18．1821A，钠基蒙脱石有机插层复合物(NY)的晶层间距由钠基土(钠化土)的12．9605A提高到20．4536A。实验研究了蒙脱石有机插层复合物对废水中Cr(VI)的吸附行为。结果表明：有机改性后的蒙脱石NY和GY对Cr6+的吸附

3、效果明显高于原土和钠化土，其吸附去除率随改性时插层剂加入量的增大而增大，当超过100％CEC后则对低浓度Cr(VI)废水的吸附去除率不再随插层剂加入量的增大而增大。吸附去除率受pH值、反应时间、吸附剂投加量和废水初始浓度等因素影响。蒙脱石有机插层复合物吸附的最佳pH值为3，吸附平衡时间为60min，吸附去除率随吸附剂投加量的增加而增加、随初始浓度的增加而降低。在最佳实验条件F即pH值为3，吸附反应时间为60min，吸附荆NY和GY投加量为29，100mL时NY和GY对4mg／L含Cr废水吸附去除率分别达98％和69％。经NY吸附处理初始浓度为4mg／L的含c

4、ro十废水，其残留浓度达到国家规定的排放标准(0．5rag／L)。论文采用SEM、XRD、FTIR和DTA／TG等先进测试技术对所研制的蒙脱石有机插层复合物进行了表征，并研究其对cr(VI)的吸附机理。研究表明，Or(VI)在水中主要以Cr04。、Cr2072"等阴离子基团存在，很难迸入层间，因此原土和钠化土的吸附效果不佳。而十六烷基三甲基溴化铵插层剂不仅通过阳离子交换，而且通过疏水键吸引作用进入层间，插入量超过100％CEC，使层间距显著提高，吸附效果明显改善，因此能有效去除废水中的cr(VI)阴离子。。论文所取得的成果具有创新性，为有效去除废水中的Cr(

5、V1)提供了一种高效价廉的水处理剂，同时也为有机膨润十开辟了新的应用领域，具有理论意义与应用前景。关键词：蒙脱石；插层；六价铬；废水；十六烷基三甲基溴化铵武汉理T人学侦I‘学位论文ABSTRACTThissubjectislaunchedtoenlargetheapplianceofnonmetallicmineralsinenvironmentalprotection．Uptonow：thestudyofapplianceofintercalatedmontmorilloniteinwastewater仃eatmentismostlyabouttheads

6、orptionoforganicpollutantsonorganic—intercalationmontmorillonitecomposites．LialestudyisdoneabouttheadsorptionofinorganicpollutantsandespeciallyhazardousCr(V1)．Inthisthesis，Thepreparationoforganic—compound—intercalatedmontmorilloniteandit'sadsorptionbehaviormechanismofCr(VI、inwastew

7、aterareinvestigated．Organic—compound—intercalatedmontmorilloniteiSprepared．TIleresultsshowthattheamountoftheinterealatedagentaffectstheinterplanarspacingoforganic．．compound．．intercalatedmontmorilloniteandtheadsorptioneriectsofCr(V11onorganic．compound．intercalatedmontmorillonite．whi

8、chareobviouslyhigherthant1