凹凸棒石的碱酸改性及除磷效果探究

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1、西安工程大学学报JournalofXi’anPolytechnicUniversity第27卷第6期(总l24期)2013年l2月Vo1．27，No．6(Sum．No．124)文章编号：1674649X(20l3)06—0760—04凹凸棒石的碱酸改性及除磷效果探究张建民，周磊，刘玉涛，路洪涛。(1．西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048；2．陕西省现代建筑设计研究院，陕西西安710048)摘要：比较分析了不同酸、碱及酸碱复合改性凹凸棒石对模拟含磷废水的吸附净化性能，并探讨了不同改性对凹凸棒石磷吸附性能的影响．结果显示，当凹凸棒石与质量分数

2、为9的盐酸在固液比为1：2条件下改性，磷吸附效率达53．59．NaOH先与凹凸棒石1：1混合均匀后焙烧改性，再将碱改性后的凹凸棒石与质量浓度为9的盐酸在固液比为1：2再进行改性，吸附效率高达99％以上即碱酸复合改性的凹凸棒石极大地提高了其对磷的吸附效率．关键词：凹凸棒石；碱酸改性；吸附除磷中图分类号：X524文献标识码：A0引言景观水体富营养化日益严重，迫使降低水体中过量磷成为迫在眉睫的任务．目前国内外除磷的主要方法有吸附法、沉淀法、生物法、混凝法和离子交换法等．吸附法因具有工艺简单、操作简便、去除效果好等优点而得到广泛应用．因此，寻找新型高效的除磷吸附

3、剂成为关键．凹凸棒石是含水富镁硅酸盐矿物，该矿物晶体由于具有独特的晶体结构和晶粒呈细小的棒状形态等原因而具有十分优异的吸附性能和胶体性能[6_，改性后的凹凸棒石前景更为广阔．目前对凹凸棒石的改性主要有热改性、酸改性、碱改性及有机改性等．热处理n也称热活化，可以脱去晶体中的自由水、结合水等，增加空隙容积和比表面积，但温度要适中，不宜过高．酸处理可以去除碳酸盐等矿物杂质m，从而拓宽其比表面积．碱焙烧m改性去除了凹凸棒石中孔道的水及结晶水，增大了其比表面积，提高了其吸附性能．目前对凹凸棒石的改性的研究虽然较多，但是改性后对磷吸附研究较少，且在吸附过程中时间长、

4、吸附效率低．本文通过对凹凸棒石进行碱酸复合改性，研究了其对低浓度含磷废水的吸附效果，为后续景观水体降磷奠定了良好的实验基础．1实验1．1药品及设备(1)药品凹凸棒石(粉末状)、氢氧化钠(AR级)、盐酸(AR级)、醋酸(AR级)、硫酸(AR级)、氯化钠(AR级)、磷酸二氢钾(AR级)等．收稿日期：2013—05—24通讯作者：张建民(1963一)，男，陕西省西安市人，西安工程大学副教授，主要从事水处理资源化技术．E—mail：jm0865@sina．tom第6期凹凸棒石的碱酸改性及除磷效果探究761(2)设备紫外可见分光光度计(722N)、电子天平(AL2

5、04)、pH计(DE[TA320)、低速离心机(800型)、真空干燥箱(I)ZF一6030)、水浴摇床(SHY一100A)、马弗炉等．1．2凹凸棒石改性预处理方法酸改性凹凸棒石的操作步骤：(1)取10g凹凸棒石黏土于锥形瓶中，加入20mI酸改性溶液．(2)将锥形瓶置于25C恒温振荡器中振荡30min后，再将其置于7O℃恒温水浴8h，每30rain搅拌一次，冷却后离心，蒸馏水洗涤固体沉积物，洗涤至无氯离子存在(用AgNO。溶液检查)．(3)制得的固体样品于lO5℃烘2h后研磨成粉末状备用．碱改性凹凸棒石的操作步骤：(1)称取样品9g与9gNaOH混合均匀后

6、放人马弗炉550。C加热2h．(2)取出后混合均匀加入75mL的蒸馏水，在烘箱内100。C加热8h．(3)冷却后加入50mLlmol／L的氯化钠溶液，混合均匀，再用lmol／LHCI调节pH一6．(4)离心后将固体烘干，然后研磨成粉末状备用．1．3吸附实验及测定方法(1)吸附实验取1g改性好的凹凸棒石放入250mL的锥形瓶中，加入100mL配置好的磷酸溶液(50mg／I放入转速为150r／min恒温振荡器中，震荡2h．用离心机离心8rain，取上清液作为待测液．(2)测定方法采用钼酸铵分光光度法GBll893—89，绘制磷酸根标准曲线．测定溶液中含磷量的

7、步骤：①用50mL比色管取待测样品5mI稀释至50mL，调pH至5．6，向比色管中加入lmL10的抗坏血酸溶液，混合均匀，30s后加入2mL钼酸盐溶液，充分混匀，放置15min．②测量：用10mm比色皿于650nm波长处，以零浓度溶液为参比，测量各吸光度溶液吸光度(A)．以吸光度为横坐标，磷酸根图l磷酸根标准曲线的绘制浓度为纵坐标作图即得标准曲线方程Y一52．56ix一0．0047(见图1)．2结果与讨论2．1不同种类酸改性凹凸棒石对磷吸附影响用不同种类的酸采用1．2中酸改性的步骤对凹凸棒石进行改性，并研究了改性后凹凸棒石对磷的吸附效率，见表1．表1不同

8、酸改性凹凸棒石的吸磷量表不同酸改性初始磷含量／mg·L时thS／h吸光度剩余磷含