膨润土在环境领域的应用
膨润土的催化性质和应用

膨润土的催化性质和应用膨润土是一种广泛应用于工业和环境领域的矿物材料。
其催化性质越来越受到人们的关注,因为它具有良好的催化性能、高的比表面积和容易处理等优点。
这篇文章将介绍膨润土的催化性质及其应用。
一、膨润土的催化性质膨润土是一种层状结构的矿物材料,其晶体结构包含正极离子(如Na+、K+和Ca2+)和负极离子(如(OH)-、(SiO4)4-和(AlO4)-)。
由于电荷不平衡,膨润土可以与阳离子或阴离子交换,形成阴离子或阳离子交换膨润土。
这种交换产生的表面电荷使得膨润土成为一种良好的催化剂。
膨润土的催化性质主要表现为:催化剂的活性、选择性和稳定性。
在活性方面,膨润土可以催化各种有机反应、氧化还原反应和酸碱中和反应等。
选择性方面,膨润土具有对一些化合物的特异性催化作用。
稳定性方面,由于膨润土结构的稳定性和比表面积高,使得膨润土催化剂有着较好的稳定性。
二、膨润土的应用1.环境污染治理由于膨润土有良好的吸附性能和催化活性,因此在环境污染治理方面得到了广泛应用。
例如,膨润土可以作为一种吸附材料,吸附水中的有害物质,如重金属、有机物和药品残留等。
膨润土还可以催化氧化反应,将有害物质转化为无害物质。
同时,膨润土的高比表面积还可以将其制成高效过滤材料,用于过滤废水中的颗粒物。
2.化工领域膨润土作为催化剂在化工领域也得到了广泛应用。
例如,膨润土可以催化酯化反应、助剂、聚合物填充剂和催化剂等。
膨润土的催化性能还可以使它作为一种稳定的催化剂,在聚合物填充剂和催化剂中得到了应用。
3.生产领域膨润土还可以在生产领域中得到广泛应用。
例如,膨润土可以用于油井工业中,因为它的层状结构可以用于润滑和防漏。
此外,膨润土还可以用作油墨配方中的填充剂、纸张加工中的涂料、土工织物、树脂胶粘剂和墙面涂料中的填充剂等。
总之,膨润土作为一种广泛应用的矿物材料,其催化性质和应用越来越受到人们的关注。
它具有良好的催化性能、高的比表面积和容易处理等优点,在环境污染治理、化工领域和生产领域中得到了广泛应用。
膨润土在治理环境污染中的应用

由于天然膨润土具有比 表面积大。 离子交换容量大及
材料, 可为我国 废水处理提供一条经济、 可行之路. 本文综 吸附性能好等特点, 可用于废水中重金属等污染物的吸附 述了国内 外膨润土在废水处理方面的应用研究, 并对其应 处理. 郭坤梅等…以 P 为代表探讨了天然膨润土对废 b
20 40 均已 属于 低电 大半径阳离子。 结构单元层之间的作用力较 价、 与 镍的去除率为5.%和4.%, 达到电池溶液纯度标
[ 收稿 日期 】06- 3 0 20 0 - 8 [ 作者简介 】 王春平(9 一 , 河北南和县人, 业干河 1 0 )女, 7 毕 北师范 大学化学系, 讲师, 硕士, 主要从事工业 废水处 理及分析化学教学科 研工 作
中N 的吸附效果优于粉状膨润土; H 在高液固比 粉状 时, 膨润土的吸附效果优于颗粒膨润土. 颗粒膨润土对焦化废
蒋引珊等 用膨润 单元层内 部静电不平衡( 每单位晶胞02 06 . — . 负电荷) , 水中氨氮的吸附效果优于粉状膨润土; 发现当 膨润土投加量 通常在层问引入 C¨ 、g N a M ¨、a 等阳离子替代A¨, 土吸附处理干电池溶液中的重金属, l 通 0 1 时, 0 7/ 75 膨润土对铜、 过远程静电 平衡来平衡层内多余的负电 这些离子大多 荷. 为1 — 6 gL 对铁的去除率达9.%,
用前景进行了展望. 1 膨润土的特性
水中重 金属离子的吸附作用. 结果表明: 对于质 量浓度小于 2 m/ 的含铅废水, 0 g L 去除率可达9%以上. 9 夏海萍等
研究了膨润土粘土矿对碳酸铵溶液中 N 和焦化废水中 H 氨氮的吸附。 发现在低液固比时, 颗粒膨润土对碳酸铵溶液
膨润土的作用

膨润土的作用
膨润土是一种矿物质,主要由蒙脱石、伊利石等矿物组成,具有良好的吸附性能、膨胀性能和保水性能。
膨润土在农业、建筑、环境工程等领域有着广泛的应用,下面将详细介绍膨润土的作用。
首先,膨润土在农业上的应用非常广泛。
膨润土可以改善土壤结构,增加土壤的孔隙度,提高土壤通透性,有利于土壤养分的吸收和植物根系的发育。
同时,膨润土还能够吸附土壤中的重金属离子和有机污染物,减少其对植物的毒害,保护农作物的生长。
此外,膨润土还可以调节土壤的酸碱度,使土壤更适合植物生长。
其次,在建筑领域,膨润土也有着重要的作用。
膨润土具有较好的黏结性和塑性,可以作为建筑材料的增强剂、填料和粘结剂使用。
添加适量的膨润土可以增加混凝土的强度和耐久性,改善混凝土的工艺性能,减少混凝土的收缩和开裂。
此外,膨润土在环境工程中也有着重要的应用。
膨润土可以用作固化剂,将工程废弃物和有害物质固化在土壤中,减少对环境的污染。
膨润土还可以用于土壤修复,通过吸附和分解有机污染物,恢复土壤的生态功能。
另外,膨润土在地基处理和防渗工程中也有广泛应用,可以提高土壤的承载力和抗渗透性,保证工程的安全和稳定。
总的来说,膨润土在农业、建筑和环境工程等领域的应用非常广泛,具有多种多样的作用。
膨润土可以改善土壤的结构,提
高土壤的肥力和透水性;可以增强建筑材料的强度和耐久性,改善工艺性能;可以净化环境,固化有害物质和修复土壤。
因此,膨润土在各个领域都有着重要的价值和应用前景。
随着科学技术的不断发展,膨润土的应用将会越来越广泛,为人类的生产生活带来更多的便利和效益。
膨润土的用途范文

膨润土的用途范文膨润土是一种具有吸附性能和吸水性能的多孔材料,广泛应用于土木工程、环境工程、农业和医药等领域。
以下是膨润土的几个主要用途:1.土木工程:膨润土可用作土壤固化剂、基础加固剂和土工合成材料的配料。
在土木工程中,膨润土可以用于处理软弱土地基,提高土壤的稳定性和强度,防止地基沉降和塌陷。
此外,膨润土还可用于土壤防水层的建设,阻止水的渗透和防止地下水污染。
2.建筑材料:膨润土是一种环保型建筑材料,可用作建筑涂料、填料和粘合剂的成分。
膨润土可增加涂料的附着力和耐水性,提高涂料的性能和耐久性。
同时,膨润土还可用于制备轻质砂浆、玻璃纤维增强材料和陶瓷制品等建筑材料,提高材料的强度和耐久性。
3.环境工程:膨润土可用于土壤修复和废水处理,对环境保护具有重要作用。
膨润土具有较强的吸附性能,可以吸附有害物质、重金属离子和有机污染物,净化土壤和水体。
此外,膨润土还可用于阻尼池、土壤固化层和阻隔墙的建设,防止土壤侵蚀、地质灾害和地下水污染。
4.农业:膨润土可用作土壤改良剂和养分保持剂,提高土壤的肥力和作物的生长。
添加适量的膨润土可以改善土壤的结构和保水性,增加土壤的肥力和通气性,提高植物根系的生长和养分吸收。
此外,膨润土还可以吸附土壤中的农药残留和重金属污染,减少农产品对环境的污染。
5.医药:膨润土是一种常见的药剂辅料,可用于制备口服药片、胶囊和外用药膏等制剂。
膨润土具有良好的吸附性和滑润性,可以吸附药物、增强药物的溶解度和稳定性,改善药物的口感和药效。
同时,膨润土还可以用于伤口敷料和药膏的制备,促进伤口愈合和皮肤的修复。
总而言之,膨润土在各个领域都有着广泛的应用。
它既是一种优秀的土壤固化剂和环境修复材料,又是一种绿色环保的建筑材料和药剂辅料,为人们的生活和工作提供了重要的支持。
随着科学技术的不断进步,膨润土的应用前景将更加广阔。
膨润土和硅酸镁铝

膨润土和硅酸镁铝
膨润土是一种具有很高化学稳定性和物理性能良好的天然矿物,主要
由苏打土和海洋沉积物等物质形成。
其主要成分是硅酸盐和氧化物,
具有较高的吸附性能和可膨胀性,在环境保护和工业生产中有着广泛
的应用。
硅酸镁铝是一种常见的岩石矿物,主要由硅酸盐、镁和铝组成。
它具
有很高的耐热性和耐腐蚀性,常用于高温热处理、耐火材料、高温抗
氧化等领域。
在工业生产中,膨润土和硅酸镁铝是非常重要的材料。
膨润土可以用
于橡胶、陶瓷、塑料、涂料等行业,可以用于改善产品的性能。
例如,加入膨润土可以使橡胶的机械强度和耐磨性提高,使涂料的附着力和
涂膜的光泽度提高。
硅酸镁铝主要用于耐火材料和高温加工行业。
由于其高温稳定性和耐
腐蚀性,常用于火炉、高温炉等高温设备的内衬材料,也可以用于钢铁、水泥等行业的生产。
不仅如此,膨润土和硅酸镁铝还具有很多环保和污染治理上的应用。
例如,膨润土可以用于制造油漆吸附剂、水处理剂等环保产品,可以
帮助净化环境。
硅酸镁铝可以用于废气处理和污水处理等行业,可以
有效地减少环境污染和对人类健康的影响。
总之,膨润土和硅酸镁铝在工业生产和环保领域均有着重要的应用价值。
未来随着环保意识的增强,人们对这两种材料的应用将更加广泛,同时也将针对其再次进行研究和探索,以进一步优化其性能和应用效果。
膨润土养殖用途

膨润土养殖用途膨润土是一种由粘土矿物组成的土壤改良剂,具有很广泛的应用。
膨润土在农业、污水处理、土壤修复和建筑材料等领域都有重要的用途。
首先,在农业领域,膨润土可以用作土壤改良剂,主要有以下几个方面的用途:1. 保水保肥:膨润土具有很强的吸水保水能力,可以在干旱或水分不足的环境下吸收和保持土壤中的水分,减少农作物的水分蒸发和渗漏。
同时,膨润土还可以吸附和释放肥料中的营养物质,使其更好地被农作物吸收利用,提高土壤肥力。
2. 改善土壤结构:膨润土具有细小颗粒和较强的吸附性能,可以改善土壤的结构和通透性,增加土壤容积和孔隙度,提高土壤的通气性和保湿性,有利于根系的生长和发育。
3. 调节土壤酸碱性:膨润土的酸碱性可以根据不同土壤的需要进行调节,提供合适的pH值,为不同类型的农作物提供适宜的生长环境。
4. 抑制土壤病虫害:膨润土可以减少土壤中病菌和害虫的生长和繁殖,降低土壤传播的疾病和害虫的发病率,提高农作物的产量和质量。
其次,在污水处理方面,膨润土可以用作污泥脱水剂,有以下几个应用:1. 提高脱水效率:膨润土具有很强的吸附性能,可以吸附水体中的悬浮物和有机物,使其变成固态物质,从而提高污泥的脱水效率。
2. 降低处理成本:膨润土的使用可以降低污泥处理的化学药剂和能源消耗,减少处理过程中的费用和能源浪费。
3. 优化污泥性质:膨润土可以改善污泥的稳定性和过滤性能,减少污泥处理过程中的泥浆流动阻力,使污泥易于处理和后续利用。
另外,在土壤修复方面,膨润土可以修复和治理受污染的土壤,主要包括以下几个方面:1. 吸附重金属:膨润土具有很强的吸附能力,可以吸附土壤中的重金属污染物,减少其在土壤中的迁移和累积,降低对环境的危害。
2. 稳定有机物:膨润土可以吸附土壤中的有机物污染物,减少其释放到土壤和水体中的风险,保护环境安全。
3. 改善土壤结构:膨润土的使用可以改善受损土壤的结构和通透性,提高土壤的肥力和透水性,为后续的植被恢复提供良好的生长环境。
膨润土矿物知识点总结大全

膨润土矿物知识点总结大全一、膨润土的定义膨润土是一种具有多孔、吸附性强的矿物材料,具有极强的膨胀性。
其主要成分为硅酸盐和铝酸盐,常常伴随着含水结晶水,具有一定的可塑性和粘性。
由于具有较高的吸附能力,对于有机溶剂、重金属离子、气体等具有很好的吸附效果。
二、膨润土的成分膨润土的主要成分为硅酸盐和铝酸盐,其化学组成为Al2O3·nSiO2·mH2O。
其中,硅酸盐是膨润土的主要成分,其化学式为SiO2,铝酸盐的化学式为Al2O3。
膨润土还含有较多的结晶水,其含量会影响膨润土的膨胀性能和其他性质。
三、膨润土的结构膨润土呈片状晶体结构,属于卷层状硅酸盐矿物。
其晶体结构由二维的SiO4和AlO4构成,并有大量的结晶水分子填充在层间。
在无水状态下,膨润土的层间距较小,称为紧密型膨润土;在吸水膨胀后,层间距增大,形成膨润态,这种状态下其厚度可增加3-30倍。
膨润土的这种特殊结构决定了其特殊的性质和应用价值。
四、膨润土的性质膨润土具有多种特殊性质,主要包括吸附性、膨胀性和分散性。
其吸附性能特别突出,对有机物质、离子、气体等具有很好的吸附效果。
同时,其膨胀性也是其重要特性之一,在吸水膨胀后,膨润土的层间距增大,体积急剧膨胀。
此外,膨润土还具有较好的分散性,对固体颗粒的分散和悬浮具有很好的效果。
五、膨润土的分类根据膨润土中交换离子的种类和含量,可以将膨润土分为天然膨润土和合成膨润土两大类。
天然膨润土中的交换离子主要为钙、钠、镁等,其膨胀性能和吸附能力较强;而合成膨润土则是通过离子交换方法在蒙脱石等矿物基础上合成的,其吸附和膨胀性能优于天然膨润土。
另外,根据其结晶水的含量和膨胀性能,膨润土还可以分为一氧化物膨润土、高岭土和蒙脱石等不同类型。
六、膨润土的主要用途由于其特殊的性质,膨润土在多个领域有着广泛的应用。
主要用途包括土壤改良剂、建筑材料、化工原料、环境保护和医药等。
1.土壤改良剂:膨润土具有很好的保水保肥性能,在农业生产中被广泛应用于土壤改良和固氮固磷。
粘土矿的类型及评价

粘土矿的类型及评价粘土矿是一类常见的矿石,主要由含有重铝、硅酸盐和水合物的粘土矿物组成。
粘土矿分为几个不同的类型,每种类型具有独特的特性和用途。
下面将详细介绍几种常见的粘土矿类型及其评价。
1.膨润土:膨润土是一种具有良好膨胀性和黏性的粘土矿物,主要成分是蒙脱石。
由于其优异的吸附性能和黏合能力,膨润土广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、涂料和油漆等领域。
膨润土还常用于土壤改良和污水处理等环境应用。
评价方面,膨润土具有良好的防水性和抗腐蚀性,但其膨胀性也可能导致土壤沉降和基础沉降的问题。
2.伊利石:伊利石是一种硅酸盐矿物,具有良好的黏性和塑性,常见于河流和海滩沉积物中。
伊利石可用于制造陶瓷、涂料、塑料、化妆品和橡胶等产品。
由于其细小颗粒和高度吸附性,伊利石也常用于净化水和处理废水。
评价方面,伊利石具有良好的吸附性能和化学稳定性,但其吸湿性可能导致一些产品在湿度变化较大的环境中失去稳定性。
3.绿泥石:绿泥石是一种含有附加镁的伊利石,其颜色通常呈现绿色。
绿泥石具有良好的塑性和黏性,广泛应用于制造陶瓷、粘合剂、催化剂和染料等领域。
由于其吸附性能,绿泥石也被广泛应用于环境保护和土壤修复。
评价方面,绿泥石具有良好的吸附能力和分散性,但其高含水量可能导致加工和储存时的问题。
4.蒙脱石:蒙脱石是一种含有大量钙和铝的粘土矿物,具有良好的粘性和吸附性。
蒙脱石广泛用于制造猫砂、净化剂、催化剂和纸浆等产品。
由于其高度吸水能力和吸附性,蒙脱石也被用于土壤修复和废水处理。
评价方面,蒙脱石具有良好的吸附性和分散性,但其颗粒粘附性可能导致产品产生尘埃。
总体来说,粘土矿是一类多功能的矿石,具有广泛的应用潜力。
然而,每种粘土矿类型具有其自身的优点和缺点,需要在具体应用中考虑。
此外,由于近年来环境保护的重要性日益凸显,粘土矿的环境友好性和可持续性也成为评价的重要因素之一。
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改性膨润土在废水处理中的应用摘要:本文介绍了膨润土的吸附原理,简介了膨润土的几种的改性方法及改性膨润土在废水处理中的应用,并探讨了影响膨润土吸附效果的几个因素。
关键词:膨润土吸附作用废水处理1 前言膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的粘土, 分布广, 储量大, 是我国的优势矿种。
膨润土在水处理中的应用可追溯到20 世纪30 年代。
1934 年Smith[1]发现蒙脱石能从水中吸收有机阳离子。
60 年代膨润土逐渐用来吸附处理水中的有机物[2]。
80 年代以来,膨润土在环保中的应用取得了较大进展,。
其中, 用于废水处理的研究报道最多, 如用于处理味精废水、印染废水、煤气洗涤废水、造纸废水、含有机物废水等。
将膨润土用于处理含重金属离子废水的研究相对较晚, 但进展很快。
近十多年来不断有新的研究成果发表。
本文就(改性)膨润土吸附重金属离子的机理、影响因素和目前研究存在问题作一些探讨。
2 膨润土的基本性能及对重金属离子的吸附机理膨润土的特性取决于蒙脱石特有的结构,组成(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2.H2O,其理论化学成分为SiO266.72%,Al2O328.53%,H2O5%。
蒙脱石是2 ∶1型粘土矿物,为铝或镁的硅酸盐[3]。
其晶体是由两层Si-O4四面体夹一层Al-O6八面体组成基本结构的单元层, 层与层之间存在着层间物质, 包括阳离子、水分子、羟基和水络合物等。
晶层负电性主要通过静电引力吸附的K+、Na+、Ca2+等层间阳离子来平衡,这些层间阳离子具有可交换性。
另外, 蒙脱石晶体边缘破键, 在pH > 7 时端面带负电荷, 也可吸附少量阳离子。
因而能吸附水中带正电荷的离子和微粒。
此外, 蒙脱石矿物晶粒细小, 具有较大比表面积, 因此还可通过范德华力或化学键作用吸附溶液中某些溶质。
蒙脱石较高的阳离子交换容量(CEC)(80-120 meq/100g)和良好的吸附性能为膨润土及改性膨润土在废水处理中的应用奠定了良好的基础。
根据蒙脱石层间交换阳离子的种类和含量, 将天然产出的膨润土分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝氢基膨润土四种类型,常见为钙型和钠型。
蒙脱石与水中重金属离子的交换反应原理可简单表示为:M – X+ + Y+ = M – Y+ + X+ (1)式中M 为蒙脱石, X+为蒙脱石层间阳离子,Y+为水体或环境中的阳离子。
离子交换是同电性离子之间的等电量的交换作用, 属化学计量反应, 符合质量守恒定律, 交换和吸附是可逆的。
一般来说, 加大代换阳离子浓度即可提高交换量。
阳离子电价和水化能越高代换性能越大, 被代换性也就越差。
几种常见阳离子在浓度相同条件下交换能力顺序为: Li+ < Na+ < H+ < K+< NH4+ < Mg2+ < Ca2+ < Ba2+。
阳离子在蒙脱石交换位置上的饱和度也影响其可交换性, Ca2+在饱和度越低的状态下越难被取代, 而Na+则相反[4]。
3 膨润土的改性方法3.1 酸性改性对膨润土进行酸处理,酸与硅酸盐发生物理化学反应,首先是蒙脱石层间的Na+、K+、Mg2+和Ca2+等阳离子转化为酸的可溶性盐类而溶出,从而削弱了原有层间的键能,使层状晶格间距扩大,活性表面增加。
而酸中的H+又可以取代晶格表面阳离子,但又可被溶液中的阳离子交换出来。
另外,酸还可以去除膨润土通道中的杂质。
在一定范围内,随酸溶液浓度的增大,处理后的膨润土的吸附性能也能增强,但当酸度达一定浓度后吸附能力随酸度的增大基本无变化。
经酸化改性后的膨润土称之为活性白土或漂白土。
3.2 钠化改性其是在一定条件下,加入改性剂,并经过一定的加工处理,使非钠性基膨润土转变为钠基膨润土。
如由钙基膨润土制备钠化膨润土(简称钠土)的反应过程如下:-Bent+Ca2+Ca-Bent+2Na+→Na2膨润土的钠化的主要方法有悬浮法、陈化法、挤压法等。
由于挤压法改性效果较为显著,所以是20世纪70年代以后国外常采用的钠性改性方法。
3.3 有机改性有机膨润土一般通过对无机膨润土的有机改性而得到的。
因为膨润土的阳离子交换性及其蒙脱石特殊的结构特点,使得膨润土具有吸附有机化合物的能力,成为界面变性的理论基础。
有机改性包括了化学改性和物理吸附改性。
化学改性是利用阳离子的交换作用而进行的,其结合力是共价键和离子键。
而物理吸附改性一般是采用晶格表面的单分子吸附,其作用力是范德华力。
3.4 交联改性交联膨润土是交联剂中的聚合羟基金属阳离子借离子的交换作用进入到膨润土的层间,把膨润土内的层与层撑开,从而形成了粘土层间化合物,进一步加热,最终会脱出羟基成为稳定氧化物柱体的层柱结构的新物质。
3.5 培烧改性高温培烧的主要目的是使膨润土失去表面水、水化水和结构中的结合水以及空隙中的一些杂质,减少水膜对污染物的吸附阻力,有利于吸附质分子的扩散,使膨润土的吸附性能发生变化。
但培烧温度不能超过500℃,时间以2小时为宜,否则会破坏有利于吸附的构造,导致膨润土卷边片状结构烧造、堆积,反而降低孔隙率和孔径,也增加了处理成本。
其主要方法有马弗炉加热和微波加热等[5]。
4 改性膨润土在工业废水处理中的应用到目前为止,改性膨润土吸附剂在各类废水处理尤其是工业废水处理中的应用均有研究,改性膨润土可广泛用于去除废水中重金属离子、芳香族化合物、有毒难生物降解有机物、脱磷、除臭等。
4.1 去除重金属离子重金属离子废水主要来源于金属矿山、冶炼、电解、电镀等工业。
重金属离子的理想处理途径是回收利用,改性膨润土吸附剂可在再生过程中释放被吸附离子供回收利用。
刘博林[6]等的研究表明改性的膨润土比未改性的膨润土对金属离子的吸附率提高近20个百分点。
4.2 去除有机污染物改性膨润土吸附剂可用来处理各类有机废水,可吸附非极性有机物、极性有机物以及各类有毒和难生物降解有机物。
国外Mortland等研究了季铵盐改性膨润土对水溶液中苯酚和氯苯酚的吸附行为,结果表明,长链烷基铵改性膨润土可去除可溶性苯酚和氯苯酚等。
C.Breen and R.Watson用季铵盐聚合物改性膨润土,并研究了其去除有机物的情况。
采用氯化十六烷基吡啶(CPC)和溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)改性膨润土处理废水中的硝基苯,结果得出25℃对硝基苯的去除率为50%-60%。
用硫酸铝改性膨润土制得出臭剂,吸附性能大大增加,基本上可取代或部分取代活性炭。
4.3 处理印染废水印染废水种类很多,有机物含量高、浓度大、色度大,具有抗氧化性、抗光性和高化学稳定性,是一种难处理的工业废水。
膨润土经过转型和改性,使膨润土在水中由单晶片形成层状缔和结构,从而在缔和颗粒之间形成吸附容纳有机大分子的空间,增大了晶体面间距和膨润土的比表面积,这是能大幅度提高处理染料废水的根源[7、8]。
4.4 脱磷含磷废水排入水体,会引起湖泊和海洋的富营养化,严重时,引起水体发臭,鱼类死亡,严重影响了水体环境,对含磷废水的净化,多采用化学法或生物法[9]。
但均存在一定的缺陷,近年来用改性膨润土吸附处理含磷废水已有报道。
孙家寿等采用铝交联蒙脱石吸附脱磷,当其用量为9.0g/L时,对磷去除率可达100%。
5 膨润土吸附重金属离子的影响因素5.1 温度对膨润土吸附重金属离子的影响在100 ℃以下, 升高温度有利于提高对重金属离子的吸附效率。
当温度从20 ℃升高到60 ℃, 吸附率可以提高15 %~25 %。
温度的升高使溶液中的离子运动速度加快, 促进了离子的交换反应。
5.2 溶液浓度及液固比对膨润土吸附重金属离子的影响在其它条件不变的情况下, 溶液中重金属离子浓度增加,有利于膨润土对重金属离子的吸附。
研究表明, 随着溶液重金属离子初始浓度的增加, 膨润土的吸附总量明显增加, 但单位质量膨润土的吸附量却减小, 说明膨润土对重金属离子的吸附增加量明显小于溶液中重金属离子的增加量。
也就是说, 单纯靠膨润土的吸附作用, 很难达到完全去除溶液中重金属离子的目的。
应同时考虑沉淀、絮凝等的联合使用。
在溶液初始浓度不变的条件下, 随着溶液中膨润土用量的增加, 即液固比的减小, 膨润土对重金属离子的吸附总量明显增加, 但单位重量膨润土的吸附量却明显减小。
5.3 pH 对膨润土吸附重金属离子的影响酸性条件不利于膨润土对重金属离子的吸附作用, 中性和碱性条件有利于吸附作用的进行。
在pH 较低的酸性条件下,溶液中存在较多的H+ , 部分H+将占据蒙脱石吸附位, 与金属离子产生竞争吸附; 另一方面, 在pH < 7 时蒙脱石晶体端面带正电荷, 在pH = 7 时端面电荷为零, 在pH > 7 时端面带负电荷, 因此碱性条件有利于通过端面电荷吸附少量金属阳离子。
碱性环境下重金属离子还容易与溶液中多余的HO - 离子形成难溶氢氧化物沉淀。
5.4 吸附时间的影响膨润土对重金属离子的吸附速度在前15 分钟进行的很快, 随后吸附速度减慢, 一般在30 分钟内吸附作用基本达到平衡, 吸附率可达95 %以上。
5.5 粒度的影响随着膨润土粒度的减小, 端面破键增多, 阳离子交换能力略有增加。
同时, 粒度减小, 比表面积增大, 物理吸附也明显增强。
总的结果是随粒度减小, 吸附量增加。
不同产地膨润土粒度对吸附性能的影响程度不同, 粒度从120 目减小到200 目, 对重金属离子吸附量一般增加10~25 % , 少数情况下可增加50 %以上。
5.6 膨润土对不同金属离子的吸附粘土矿物对重金属离子的吸附选择性受矿物的层电荷分布、重金属离子的水化热、电价、离子半径、有效离子半径等因素控制。
蒙脱石对几种重金属离子的选择性吸附顺序为: Cr3+ > Cu2+ > Zn2+ > Cd2+ > Pb2+。
根据Sverjensky 和Sahai 等的经验公式, 得到Cr3 +、Cu2 +、Zn2 +、Cd2 +、Pb2 +五种重金属离子的有效水合离子半径依次为: Cr3 +< Cu2 +< Zn2 + < Cd2 +< Pb2 +。
在离子交换反应中, 离子的电价越高, 半径越小, 越易发生交换反应。
在Cr3 +、Cu2 +、Zn2 +、Cd2 +、Pb2 +五种离子中, Cr3 +的电价最高, 有效水合离子半径最小, 最易置换蒙脱石中Na +、Ca2 +等阳离子。
蒙脱石对Cr3 +、Cu2 +、Zn2 +、Cd2 +、Pb2 +五种重金属离子的吸附容量依次为(mmol/ kg) : 58.75 , 34.61 , 28.70 , 19.41和10.82[10]。
6 结语目前关于膨润土对重金属离子的吸附多限于对模拟废水的实验研究, 而对实际废水中重金属离子的吸附应用研究较少。