埃洛石改性及其對廢水中重金屬離子的吸附研究.pdf

1、重金屬廢水主要來源于礦山開采、金屬冶煉加工、化工、電鍍等行業(yè)排放的廢水。目前，處理重金屬廢水的方法中吸附法是最有效的處理技術之一。天然礦物材料如沸石、斑脫土等，由于其比表面積大、離子交換能力強和低成本等優(yōu)點，已廣泛應用于處理重金屬廢水，但對于埃洛石處理重金屬廢水的研究卻很少。埃洛石是一種天然硅酸鹽礦物，具有均勻的納米中空管狀結構，表面含有大量的-OH官能團，這對埃洛石進行表面化學改性非常有利。埃洛石原礦通常對重金屬離子的吸附能力很低，經

2、過化學改性在表面接枝其他官能團會顯著提高其吸附能力。
　　 本課題以埃洛石及不同有機物為原料，通過溶液共混法對埃洛石進行改性，并通過紅外、熱重、透射電鏡等方法對樣品進行表征分析；再利用改性埃洛石對模擬廢水進行吸附處理，通過單因素實驗考察重金屬離子初始濃度、吸附時間、吸附溫度、pH值對吸附性能的影響；用實驗數據擬合吸附動力學及等溫線模型，得到以下結論：
　　 ①用γ-巰丙基三甲氧基硅烷(KH-590)對埃洛石進行改性制備S

3、H-HNTs納米復合材料，對改性前后埃洛石的表征結果表明巰丙基成功接枝于納米管表面，接枝量為0.0235 g/g。SH-HNTs對模擬含銀廢水的吸附實驗結果表明SH-HNTs對Ag(Ⅰ)的吸附速率較快，吸附量隨Ag(Ⅰ)初始濃度增加而增大最后維持恒定。SH-HNTs對Ag(Ⅰ)的吸附量幾乎不隨pH及溫度發(fā)生變化。另外SH-HNTs對Ag(Ⅰ)的吸附遵循Lagergren準二級反應動力學模型，并且同時符合Langmuir等溫模型和Freu

4、ndlich等溫模型。根據Langmuir模型擬合結果計算可知SH-HNTs對Ag(Ⅰ)的最大吸附量為25.51 mg/g。
　　 ②以十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)對埃洛石進行改性制備HDTMA-HNTs納米復合材料，對改性前后埃洛石的表征結果表明季銨鹽陽離子成功接枝于納米管表面，接枝量為0.0769g/g。HDTMA-HNTs對模擬含鉻廢水的吸附結果表明HDTMA-HNTs吸附Cr(Ⅵ)的初始吸附速率很快，吸附屬放熱反應

5、，吸附量隨Cr(Ⅵ)初始濃度增加而增大，最后維持不變。吸附量隨pH的升高會明顯降低。另外HDTMA-HNTs對Cr(Ⅵ)的吸附分別遵循Lagergren準二級反應動力學模型和Langmuir等溫模型。根據Langmuir模型擬合結果計算可知HDTMA-HNTs對Cr(Ⅵ)的最大吸附量為6.892 mg/g。
　　 ③用N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)對埃洛石進行改性制備NH2-HNTs納米復合材料，對改性前

6、后埃洛石的表征結果表明氨基已成功接枝于納米管表面，接枝量為0.0187g/g。NH2-HNTs對模擬含鉻廢水的吸附結果表明NH2-HNTs吸附Cr(Ⅵ)的初始吸附速率很快，吸附屬放熱反應，吸附量隨Cr(Ⅵ)初始濃度增加而增大，最后維持不變。pH在3～5之間吸附能力最好。另外，NH2-HNTs對水中Cr(Ⅵ)的吸附分別遵循Lagergren準二級反應動力學模型和Langmuir單分子層模型。根據Langmuir模型擬合結果計算可知NH2-