膨润土主要的改性方法
有机改性膨润土与复合高吸水性树脂的性能研究
并 对 其 结 构 表 征 分 析 ； 用 水 溶 液 聚 合 法 制 备 采 了有 机 膨 润 土 ／ （ 烯 酸一 烯 酰 胺一 酸 乙 烯 聚 丙 丙 醋 酯） 复合 高 吸 水 性 树 脂 ， 究 了膨 润 土有 机 改 性 研 时Ｃ ＴＡＣ用 量 对 复合 高 吸水 性 树 脂 吸 液 率 的影
收 稿 日期 ：０ １ ８—２ ； 改 稿 收 到 日期 ：Ｏ ２一Ｏ ２ ｌ 一Ｏ ９修 ２ｌ ２—２ 。 ７
热 稳定 性 、 吸水保 水性 和耐 盐碱 性 ， 又可 以降低材 料 的生 产成 本 。 笔 者 以膨 润土 为 原 料 ， 用 十六 烷 基 三 甲基 采
氯 化 铵 （ Ｔ ） 机改 性 法 制 备 了有 机 膨 润 土 ， Ｃ ＡＣ 有
精
７ ４
细
石
油
化
工
第２卷 第 ２ ９ 期
２１ ０ ２年 ３月
ＳＰ ＥＣＩ ＡＬＩ ＴＹ ＰＥＴＲｏＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ
有机 改性 膨 润 土 与 复合 高 吸水 性 树 脂 的 性 能 研 究
唐 宏科 ， 薛锋 锋
（ 育 部 轻 化 工 助 剂 化 学 与技 术 重 点 实 验 室 ， 西 科 技 大 学 ， 西 西 安 ７ ０ ２ ） 教 陕 陕 １０ １
摘要 ： 以膨 润 土 为 原 料 ， 十 六 烷 基 三 甲基 氯 化 铵 （ ＴＡＣ 对 其 进 行 有 机 改 性 ， 过 ｘ 射 线 衍 射 、 外 光 谱 和 用 Ｃ ） 通 红 热 重 测 试 了 膨 润 土 与 有 机 膨 润 土 的结 构 ， 析 了 改 性 前 后 膨 润 土 的 结 构 变 化 状 况 。结 果 表 明 ， ＴＡ 成 功 插 分 Ｃ Ｃ 入 膨 润 土 的 晶 层 间 ， 间距 明显 增 大 ， 到 了纳 米 级 分 散 。将 有 机 膨 润 土用 于 制备 丙烯 酸 共 聚 物 类 无 机 一 机 层 达 有 复 合 高 吸 水 性 树 脂 ， 论 了膨 润 土 有 机 改 性 时 不 同 Ｃ Ｃ 用 量 对 复 合 树 脂 吸 液 率 的 影 响 ， Ｃ ＡＣ用 量 为 讨 ＴＡ 在 Ｔ ３ 时 ， 机 膨 润 土 复 合 树 脂 的 吸水 率最 大 为 ６ ５ｇ ｇ 而膨 润 土 复合 树 脂 的 吸 水 率 只 为 ４ ２ｇ ｇ ５ 有 ９ ／ ， ３ ／ 。
改性膨润土吸附处理含磷污水
［ ６ 陈华雄 ， １］ 宋永 才．文石型碳酸钙 晶须的制备研究 ［ ］ 材 Ｊ．
Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｉａ ｔ ｄ ｎ Ｐｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｏ ｌｉ ｍ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ ｌＳ ｕ ｙ ｏ ａ ａ ｉ ｆ Ｃａ ｃｕ ｅ ｏ
Ｃａ ｂ ｎ ｔ ｒБайду номын сангаасｏ ａｅ
Ｆ ＥＮＧ Ｘｉｏ ｐ ｎ ａ ． ｉ ｇ ，Ｚ Ｈ
结果 表明 ： 改性膨润土用量 为 ６／ ，Ｈ 为４—１ ， ｇＬｐ ０ 吸附时间为 ４ ｍ ｎ 温度为 ２ ℃时 ， ０ ｉ， ０ 污水 中磷 的去除率可达 ９ ％以 ８ 上。该方法具有处理效 果好 ， 操作 简单 ， 运行 费用低等优 点。 关键词 ： 改性膨润土 ；吸附 ； ； 磷 污水 中图分类 号 ： １ １２ 文献标 识码 ： 文章编号 ： ０ ５２ ２ １ ）４０ ３ －３ Ｘ ３． Ａ １ ０６３ （ ０ １ ０ －０ ８０ ０
生态环境 ， 危害水生生物的生存和人类健康 。目前 ， 常用 的除磷 方 法有化 学 法和 生物 法等 … 。 采用膨润土吸附处理含磷 污水不仅可 以回收
１ 材 料 及 方 法
１ １ 材 料及试 剂 ．
料科学与工程学报 ，０４，２ ２ ：９ ２ ０ ２ ０ ２ （ ） １７— ０ ．
，
ｄ ｏ ｉ ｅ ｏ ｅ ｓ ｎ ｈ ｓｓｏ ａ ｃｕ ｃ ｒ ｏ ａｅ ｗｈ ｓ ｅ ｓｗ ｓｓｕ ｉｄ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ａ ｅ ｒ ａ ｔ ｎ ｔ ａ ｅ ｉｘ ｄ ｎ ｔ ｙ ｔｅ ｉ ｆｃ ｌ ｉｍ ａ ｂ ｎ ｔ ｉｋ ｒ ａ ｔ ｄ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｓｔ ｔ ｈ ｅ ｃｉ ｉ ｈ ｓ ｔ ｈ ｈ ｔ ｏ ｍｅ ｈ
．
Ｔｈ ｆｅ ｔｏ ａｉｎ ｏ ｇ ｅ ｉ ｍ ｏ ｃ ｌ ｉ ，ｅ ｃ ｉｎ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓｉ ｉ ｇ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｔｌｔｏ ｆｃ ｒ ｏ ｅ ｅｆ ｃ ｆｔ ｒ ｔｏ ｆｍａ ｎ ｓｕ ｔ ａｃｕｍ ｒ ａ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｔ ｒｎ ｐ ｅ ｎ ｈｅ ｖ ｎ ｉａｉｎ ｏ ａｂ ｎ ｈｅ ｏ ｒ
有机改性膨润土的制备及甲基橙废水脱色工艺研究
Ｊ
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韶关 学院学报 ・自然科 学
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有机改性膨润土的制备及 甲基橙废水脱色工艺研究
陆伟 东 。周 家 观
在这 些吸 附材料 中 ， 润土具 有很 大 的 比表 面及 巨 大的表 面能 ， 有 优 良吸附剂 应具 备 的条 件． 然膨润 膨 具 但天 土 具有 膨胀性 及悬 浮性 ， 水介 质 中易分 散呈 胶体状 态 ｔ］ 在 ３． ， 因此 ， 于带有 负 电荷 及疏 水性 强 的染 料 分子 ， ４ 对
１２ 实 验 方 法 ．
将 ５ ０ｇ的钠基 膨润 土 置于 ４ ０ｍ ０ Ｌ的烧 杯 中 ， 加人一 定体 积 和浓度 的 １ ３ 溶 液 ， 再 ８１ 在室 温下搅 拌 １ ０ ２ ｍ ｎ 产物过滤 后用蒸 馏水 多次 洗涤 ， ｉ， 滴加 ０１ｍ ｌ ． ｏ Ｌ的 Ａ Ｎ ３ ／ ｇ Ｏ 溶液检 验 滤液至 无 Ｃ 一 ． ５ ｌ 为止 在 ０℃下烘 干滤 饼并研 磨至 ２ ０目， ０ 即得 有机 阳离 子改性 膨润土 ｒ ５ ］ ． 在 ２ 【 ， ５ｃ下 准确 称取一定 量 有机 阳离子 改性膨 润土投 入 甲基 橙废水 中 ， 荡一 定时间后 ， ＝ 振 静置 ， 吸取 上 层清 液 ， 用分 光光度计 在 ４ ２ｎ 处测定 其 吸光 度 ， 由下式 计算脱 色率 ： ６ ｍ 并
： 有机改性膨 润土的制备及甲
・６ １・
式 中 ： 为废 液处 理后 的 吸光度 ， 。 Ａ 为废 液处 理前 的吸光度 ．
２ 结 果 与 讨 论
羧甲基纤维素钠-改性膨润土复合凝胶的制备及缓释性能
羧甲基纤维素钠-改性膨润土复合凝胶的制备及缓释性能张磊;张根林;鲁建江;石全英【摘要】采用羧甲基纤维素钠(CMC)凝胶加入改性膨润土的方法制备缓释肥料,考察CMC、膨润土和尿素质量浓度及交联剂浓度对羧甲基纤维素钠-改性膨润土复合凝胶缓释效果的影响,并利用扫描电镜进行表征.结果表明,在凝胶中加入膨润土有效的延长了尿素释放时间,质量浓度30 g/L的CMC、25 g/L的膨润土、50 g/L的尿素及0.10 mol/L交联剂制得的复合凝胶缓释效果最佳,释放80％的尿素需要20 d；利用扫描电镜,可以观察到在缓释颗粒表面存在孔洞,整个释放过程中缓释颗粒的整体结构依然存在,说明颗粒有一定缓释能力.%A novel slow release fertilizer was made from modified bentonite, sodium salt of caboxy methyl cellulose,and urea through cross-linking chemical reaction. Factors affecting the performance on slow release of fertilizer such as degree of modified bentonite, sodium salt of caboxy methyl cellulose, urea, and cross-linking agent, were discussed in detail. The results indicated the addition of modified bentonite extended the releasing time; The optimal conditions were found to be as follows: mass concentration of sodium salt of carboxymethyl cellulose modified bentonite 30 g/L, modified bentonite 25 g/L, urea 50 g/L,and degree of cross-linking agent 0. 10 mol/L; 80% of urea released in 20 days. There were many small holes on the surface of the blend gel beads and the structures existed through the release process, which indicated the slow release character of the beads. This slow release fertilizer is a good example for application and promotion of the new, green and controlled-release fertilizers.【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2012(021)001【总页数】4页(P161-164)【关键词】羧甲基纤维素钠;膨润土;缓释肥料;交联剂【作者】张磊;张根林;鲁建江;石全英【作者单位】石河子大学化学化工学院,新疆兵团化工绿色过程重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地,新疆石河子832000;石河子大学化学化工学院,新疆兵团化工绿色过程重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地,新疆石河子832000;石河子大学化学化工学院,新疆兵团化工绿色过程重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地,新疆石河子832000;石河子大学化学化工学院,新疆兵团化工绿色过程重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地,新疆石河子832000【正文语种】中文【中图分类】TQ342.87中国是农业大国，农业是国民经济发展的基础，但肥料养分的利用率低，已经成为制约中国农业发展的瓶颈。
有机改性膨润土在造纸废液处理中的应用
天然膨润土【 ， ｌ 由于表面硅氧结构具有极强 】 中 的亲水性和层问大量可交换性阳离子的水解 ，使其
纯， 天津市福晨化学试剂厂； 甲醛溶液 ， 分析纯 ， 西安 化学试剂厂 ； 二异丁腈 ， 偶氮 化学纯 ， 上海元越化工
有限公司 ； 膨润土 ， 阳上天梯膨润土矿 。 信 水性有机污染物 ， 限制了它在水处理领域的应用 。 因 造纸废液 ： 自 取 驻马店市某造纸厂【 是蒸煮制浆 此， 对天然膨润土的有机改性受 到了广泛的重视 。 对 废水（ 黑液） 洗浆废水、 白废水和少量抄纸废水的 、 漂 膨润土进行有机改性后 ，可明显提高其对造纸排放 混合 液】黑色 ； ， 有臭 味 ；Ｈ，．； ｐ ９ 温度 ，６ ０ 总 ２ ３ ￣４ ￣ Ｃ； 废液中有机污染物的吸附性 ， 显著降低废液 中 Ｃ Ｄ Ｏ 固体 ，０ｍｇ ； Ｏ ｅ，０ ０ ｇ 。 ８０ ／ Ｃ Ｄ ｒ ０ ｍ ／ Ｌ ４ Ｌ ． ２ ０ 的含量 ， 减轻对环境 的污染程度。 本文 旨在研究把信 １ 膨润土钠化提 纯 首先将原矿配制成 １％的 搅拌 １， ｈ使蒙脱石与杂质矿物充分解离 ； 然 阳天然膨润土进行钠化 、 有机改性 ， 以及改性后用于 悬浮液 ， 后采用沉降法分离出 １ ｍ细粒级 ， ０ 使原料提纯到 对造纸废水中有机物的吸附。 ９％￣ ５ 将提纯后 的样品采用 Ｎ Ｃ 为钠化剂 ， ０ ９％； ａ１ 在 １ 实验部分 Ｎ Ｃ 用量为 ４ 矿浆浓度 １％的条件下， ａＩ ％、 ５ 搅拌反应 １ 仪 器和试剂 仪器 ： ８ ｄａｃ ． １ Ｄ ／ ｖｎｅ ａ Ｘ射线衍射仪 ｈ 静止老化 ２ｈ ， ４ 后 过滤 ，０ ＂ 干燥 ， 出钠基 １５２ （ 制备 （ 国布鲁克公司）Ｄ －００ 德 ， Ｒ２ １ 型分光光度仪（ 上海实 １ ， 验仪器厂 ）Ｂ １０ 离心式沉降粒度仪（ ， Ｔ ５０ 丹东市 百特 膨润土 ， 作为有机改性 的原料。 仪器公 司）真空干燥箱（ ， 上海实验仪器厂）数显恒温 １ 膨润土有机改性 ， － ３ １ ． 改性原理 ： ．１ ３ 膨润土是含铝硅酸盐矿矿产 ， 主要 水浴锅 （ 江苏金坛市荣华仪器制造有限公司 ）Ｊ ２ ， ２ Ｊ 其化学式为 Ａ ２， Ｓ ２ Ｈ０ ｌ － Ｉ ＂ ２， Ｏ ４Ｏ ３ 型增力搅拌机（ 江苏金坛医疗仪器厂 ）Ｅ ２ 型恒 有用组分为蒙脱石 ， ，ＭＳ ２ ｉ Ｏ四面体和 ． ｏ ） 面体按 比例交替层 叠 Ｏ（Ｈ 八 温磁 力搅拌 器 （ 津 欧诺 仪 器 仪表 有 限公 司 ） 天 ， 是Ｓ． ２ １ ， Ｌ ５２ Ｄ ２Ａ型低速离 心机 （ 江苏省 金坛市 医疗仪器 的层状结构硅酸盐ｔ 其 中四面体 和八面体 中心离 ｌ、 厂 ）Ｘ Ｊ５ ， Ｊ 型冲击试验机 （ ２ 承德市金建检测仪器制 子硅和铝 ，可部分被其他低价阳离子如 Ａ Ｍ 、 Ｆ 、 、 ｉ 矿 Ｆ Ｌ＋ 等同质取代 ，导致蒙脱石矿物晶面上 造厂） 等。 试剂 ： 十八烷基二 甲基苄基氯化铵 ， 分析纯 ， 上 带有部分负电荷 ，此负电荷通常由层 间吸附的可交
改性膨润土处理酸性大红的实验研究
度 去 除 率 可 达 ８ ％ 以上 。 ５
关键词 ： 性膨润 土； 性大红 ； 改 酸 色度 去 除 率 ； Ｏ 去 除 率 ＣＤ
中 图分 类 号 ： ７ ３ １ Ｘ ０ ． 文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｒ ａｍｅ ｔｏ ｉ ｒ ｌ ｎ ｃ ｒ ｔＧＲ ｉ ｄｆ ｄ Ｂ ｎ ｏ ｉ ｔ ｄ ｎ Ｔ ｅ ｔ ｎ ｆＡｃｄ Ｂ ｉ ｉ ｔＳ ａｌ ｌａ ｅ ｗ ｔ Ｍｏ ｉ ｅ ｅ ｔｎｔ ｈ ｉ ｅ
ｖ ｌ ｅ ｗａ ｎ ｈ ｅ ｃ ｉｎ ｔ ｓ ６ ｎ． ａｕ ｓ ３ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｗａ ０ ｍｉ ｏ ｍｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｍｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｎ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｄ ｆ ｄ ｂ ｎ ｏ ｉ ｉ ｅ；ａ ｉ ｒｌ ａ ｔｓ ａ ｌｔＧＲ；ｄ ｃ ｌ ｒｚ ｔ ｎ ｒ ｔ ；ＣＯＤ ｒ ｍｏ ａ ａｅ ｃ ｄ ｂ ｌ ｎ ｃ ｒ ｉ ｉ ｅ ｅ ｏ ｏ ｉａ ｉ ａ ｅ ｏ ｅ ｖ ｌ ｔ ｒ
废水， 比较 了不同改性后 膨润土处理模拟废水 的效果 ， 定较优 的改性方 法和最佳 反应条件 。 实验 结果表 明， 确
酸 改性 膨 润 土 对 酸 性 大 红 模 拟 废 水 的 处理 效 果优 于 钠 化 改 性 膨 润 土 和 铁 柱 撑 改 性 膨 润土 。对 于 ５ Ｌ酸 性 大 ０ｍ 红 模 拟 废 水 ， 酸 改性 膨 润 土 的 投 加 量 为 １０ ｐ 为３ 反 应 时 间为 ６ ｎ时 ， Ｏ 在 ． Ｈ 、 ０ｍｉ Ｃ Ｄ去 除 率 可达 ６ ％ 以 上 ， ５ 色
膨润土改性的研究进展
温度 超过 ６０ 时 ， ０ 比表 面 积 逐 渐 呈 下 降 趋 势 。以
上结果很可能是 由于温度 的升高 ， 吸附剂 结构 中的
沸石 水 和结 晶水析 出 ， 面积 增大 ， 表 提高 了吸 附质所
能进 入 的 自由位 置 的数 目。 当 温 度 超 过 ６ ０Ｃ时 ， ０￣
（ｋ ９３ ） ｚ０ １７
收 稿 日期 ：００— ８—１ ２１ ０ ７
作者简介 ： 艳 （９ ３一 ， ， 士， 王 １８ ） 女 硕 研究方 向： 淀粉废水处理． ｍ ｉ ｗ ｎｙ ７ ４７ ＠１３ ｔｍ Ｅ～ ａ ：ａｇａ １２９ ６ ．ｏ ｌ ｎ
第３ ６卷 第 １ 期
２１ ０ １年 ２月
盐结 构 ， 个单 元 晶层 是 由两 边 的硅 氧 四面 体 层 中 每
间夹 着一个 铝 氧 八 面 体层 而成 的三 层 结 构 ， 边 的 两
在不 同温 度下焙 烧 ， 先后 失去 表面 水 、 水化 水 和结 构 骨架 中 的结 合 水 ， 就 减 少 了重 金 属 吸附 过 程 中膨 这
子 的扩散 ， 由于 Ｈ ＋ 子 半 径 小 于原 土 问 阳离 子半 离
径， 置换后 消 弱 了层 间 键 合 力 ， 状 晶格 裂 开 ， 间 层 层 距变 大 ， 附 性 能 大 大 提 高 ； 如 ， 的 半 径 小 于 吸 例 Ｈ
Ｋ Ｎ 、 ａ Ｍｇ 、 ａ Ｃ 、 等离 子 ， Ｈ 用 置 换 层 问 的 Ｋ 、
能力 。
膨润 土虽然 具 有 较 好 的 吸 附 性 能 ， 是 在含 重 但
金 属 离子废水 处 理 的工 业 应 用 中 ， 接 利 用膨 润 土 直
原 土往 往不 能达 到 满 意 的效 果 ， 般 须 将 膨 润 土经 一 过 改性 后再应 用 于废 水处 理 。
表面活性剂改性膨润土吸附Cr_VI_的研究
第32卷第2期福州大学学报(自然科学版)Vol.32No.2 2004年4月Journal of Fuzhou University(Natural Science)Apr.2004文章编号:1000-2243(2004)02-0212-04表面活性剂改性膨润土吸附Cr(VI)的研究王永好1,陈建中,高绍康,赵剑曦,黄长沧,叶雅珍(福州大学化学化工学院,福建福州 350002)摘要:研究了膨润土原土及2种经不同表面活性剂改性的膨润土在不同的pH值、不同的用量等条件下对Cr(VI)的吸附情况,以及3种土达到吸附平衡所需的时间.还研究了3种土对Cr(VI)的等温吸附.结果表明,1827改性的膨润土吸附效果好,平均去除率为93%,且几乎不受p H值和时间的影响.其中2种改性膨润土对Cr(VI)的吸附为Freundlich吸附.关键词:膨润土;改性;吸附;去除率;Cr(VI)中图分类号:X781.1文献标识码:ARemoval of Cr(VI)from aqueous solution by adsorption on modified bentoniteWANG Yong-hao,C HE N Jian-zhong,GAO Shao-kang,ZHAO Jian-xi,HUANG Chang-cang,YE Ya-zhen(College of Chemistry and Chemical Engineeri ng,Fuzhou University,Fuzhou,Fujian350002,China) Abstract:Two kinds of modified bentonite were prepared with different surfactant.Experiments weremade on removal Cr(VI)from aqueous solution with the original bentonite and modified bentonite.Theoptimum C r(VI)-absorbing conditions and adsorption isotherms of these three samples were investigatedin detail.The result show that1827-bentonite have high removal rate without the effect of pH andtime.The adsorption isotherms of two modified bentonite are of Freundlich-type.Keyw ords:bentonite;modification;adsorption;removal rate;Cr(VI)矿物质与金属离子间的相互作用已成为当今环境科学、矿物学、土壤化学等学科研究的热点[1].膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物,蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐矿物,由两个硅氧四面体层中间夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体层组成,属于2 1型的三层粘土矿物.改性膨润土是利用蒙脱石的膨胀性、离子交换性和吸附性,将一些阳离子(无机或有机)引入到蒙脱石的层间或吸附于其表面所形成的新型多孔材料,这种材料具有高的比表面积和热稳定性,其路易斯酸也较高[2].改性膨润土用于污水处理起步较晚,主要集中于有机物和无机阳离子的吸附,且改性膨润土主要是阳离子改性[3-5],阴阳离子改性膨润土及其吸附性能的研究较少.天然水中很少含有铬,但工业生产,如电镀、冶金、化工生产、火柴、制药、照相、制革等,因大量使用含铬化合物造成了许多城市地表水及浅层地下水受到了严重的污染[6].铬能以六价及三价的形式存在水中,具有很强的毒性,而六价铬的毒性远远大于三价铬.它可通过大气、饮水、食物或接触侵入人体,引起皮肤糜烂、呼吸道感染、甚至有致癌作用.因此治理水中的铬污染是环境保护的重要工作.膨润土作为污水处理中的吸附剂已得到广泛的应用.如邵涛、姜春梅[7]研究了膨润土对不同价态铬的吸附,膨润土对Cr(VI)的吸附力大大低于对Cr3+的吸附力,即膨润土原土对Cr(VI)的吸附效果较差;翁国坚[8]等研究了铝锆柱撑蒙脱石处理Cr(VI)废水,当pH=2,柱撑蒙脱石用量为6g L,Cr6+浓度为50m g L 时,Cr(VI)吸附率几乎达100%;本研究合成了阳离子、阴阳离子改性膨润土,同时研究两种改性膨润土对Cr(VI)的吸附性能,并与膨润土原土做了比较.试图寻找到一种价廉且高效的工业废水处理的吸附剂.收稿日期:2003-08-20作者简介:王永好(1978-),女,硕士研究生;通讯联系人:陈建中,教授.1 材料和方法1.1 药品和仪器1)药品.1827:十八烷基二甲基氯化铵(工业级);SDS:十二烷基硫酸钠(化学纯);K 2Cr 2O 7:分析纯;膨润土:浙江临安产的钠基膨润土.2)仪器.JJ-1精密增力电动搅拌器,QM-SB 行星球磨机,800型离心机,SHA-C 恒温振荡器,原子吸收分光光度计.1.2 改性蒙脱石的制备所选用的膨润土为钠基膨润土,阳离子交换容量为76mmol 100g,膨胀倍为42mg g,胶质价为29mL g,pH 值在25.6 时为9.69.称取2份一定量的膨润土于圆底烧瓶中,然后加80mL 蒸馏水,搅拌约10min 制浆,用稀HNO 3调pH 值为7-8.同时分别称取一定量的1827及1827和SDS 混和物(按照一定的比例)于2个烧杯中,分别加44mL 异丙醇和100mL 蒸馏水,将其溶解,之后将1827溶液及1827和SDS 混和溶液分别倒入土浆中,于85 回流2h,反应后离心、洗涤,在105 左右烘干,研磨通过0 071mm 筛孔,两种土分别记为1827土和SDS 土(由1827和SDS 共同有机化).2 实验方法与结果2.1 振荡时间对Cr(VI)去除率的影响准确称取3种膨润土各5份(每份0.5g),加入到15个锥形瓶中,然后加入浓度为40mg L 的K 2Cr 2O 7溶液25mL,于35 下进行恒温振荡,每隔一定时间取出一定体积溶液离心,测定残留金属离子的浓度,根据浓度变化计算去除率,去除率与时间的关系如图1所示.由图1可以看出: 1827土和SDS 土对六价铬的吸附几乎不受时间的影响,即这2种土对六价铬的吸附很快就达到平衡. 膨润土原土呈现一定的增长趋势,在45min 左右基本达到平衡.原因是天然膨润土表面带有负电荷,硅铝氧骨架外部的阳离子可以中和此负电荷,但是不能使膨润土表面电荷性质发生反转.因此,膨润土原土不能有效去除水中的无机阴离子污染物(如铬酸根、硫酸根、硒酸根等).另一方面,由于膨润土本身的特殊结构使其又具有一定的吸附能力,而且Cr 2O 2-7极易被吸附[6],所以膨润土原土对六价铬有低的去除率. 改性后的有机膨润土对六价铬具有较好的吸附性能,这主要是由于表面活性剂首先通过离子键在膨润土表面形成单层表面活性剂,然后依靠疏水作用与吸附在膨润土表面的活性剂相互作用形成双层表面活性剂层,这一层由反离子平衡[9],有机膨润土能够有效去除水中的六价铬;此外,SDS 土是由两种表面活性剂改性的,其吸附效果还与两种表面活性剂在膨润土表面的排列有关,所以SDS 土对六价铬的去除率与1827土不同.综合考虑各种因素,实验采用的吸附时间为1827土和SDS 土60min,膨润土90min,目的是使反应充分进行.2.2 pH 值对C r(VI)去除率的影响移取25mL 浓度为40mg L 的K 2Cr 2O 7溶液15份于15个锥形瓶中,分别调节pH 值为2、4、6、8、10,然后准确称量3种膨润土各5份(每份0.5g),依次加入锥形瓶中,于35 下进行恒温振荡,反应到所需的时间后,取出一定体积溶液离心,测定残留金属离子的浓度,根据浓度变化计算去除率,去除率与pH 的关系如图2所示.由图2可以看出: 1827土对Cr(VI)的吸附几乎不受pH 值的影响,即1827土对Cr(VI)的吸附有很强的pH 适应性,可能是1827表面活性剂与膨润土的相互作用比较强.因此,1827不容易脱附,受H +的影响就比较小. 膨润土原土对Cr(VI)的吸附先随pH 增大而降低,后随pH 增大而增加.这是由于低pH 值下蒙脱石端面离解出更多OH -离子,使膨润土表面的正电荷密集,利于吸附Cr(VI),并且膨润土在酸性条件下凝聚性强,吸附后絮凝沉淀易分离;随着pH 值的升高,溶液中的OH -浓度增大,蒙脱石上的吸附位被OH -夺取,结果对Cr(VI)吸附下降,但是由于碱性条件下膨润土絮凝性下降,造成 213 第2期王永好,等:表面活性剂改性膨润土吸附Cr(VI)的研究分离困难,因此可能使数据有些误差. SDS 土对Cr(VI)的吸附在pH 为2-6间没多大变化,pH 为6-10间随pH 降低而降低,这可能与改性膨润土的层间距以及1827和SDS 两种表面活性剂在膨润土的层间排列有关[10],有待于进一步研究证实.本实验膨润土原土采用pH 值为2,而SDS 土和1827土采用pH 值为5.5-6.图1 时间对Cr(VI)去除率的影响Fig.1 Effect of time on the removal rate ofbentonite 图2 p H 值对Cr(VI)的去除率的影响Fig.2 Effect of pH on the removal rate of bentonite2.3 土的用量对Cr(VI)去除率的影响准确称取3种膨润土各5份,质量依次为0.1、0.2、0.4、0.5、0.6g,然后依次加入25m L 浓度为40mg L 的K 2Cr 2O 7溶液,调好pH 值,于35 下进行恒温振荡,反应一定时间后,取出一定体积溶液离心,测定残留金属离子的浓度,根据浓度变化计算去除率,去除率与用量的关系如图3所示.由图3可以看出1827对Cr(VI)的吸附随土的用量的增加呈现略微的增长,而膨润土原土和SDS 土总体上呈降低趋势.这主要因为SDS 土在水中的分散效果比较差,量少的时候分散比较好,吸附效果略好一些;随着土用量的增加,分散就变得困难而易于聚集成球,吸附效果反而变差.至于膨润土原土可能是因为量的增多使分离变得不彻底,给实验测试带来一定的误差;且吸附本身是可逆反应,吸附与解吸同时存在.3种膨润土都取0.5g,便于相互比较.做单个实验时,膨润土原土和SDS 土用量可适当减少,或者降低土与六价铬溶液的比例来研究土的用量对去除率的影响.2.4 等温吸附准确称量3种膨润土各5份,每份0.5g,然后分别加入25mL 不同浓度(10-50mg L)的K 2Cr 2O 7溶液,调好pH 值,于35 下恒温振荡所需的时间,离心分离,测残留金属离子的浓度,根据公式(1)计算吸附量,并绘制出吸附等温线,如图4、图5、图6.Q =(C o -C e ) V 10-3M(1)式中:Q 是吸附量,mg g;C e 是吸附后金属离子平衡浓度,mg L;C o 是金属离子初始浓度,mg L;M 是膨润土的用量,g;V 是溶液的体积,mL.图3 膨润土的用量对去除率的影响Fi g.3 Effect of amounts on the removal rate ofbentonite 图4 膨润土原土对六价铬的等温吸附Fig.4 Cr(VI)adsorption isotherm of bentonite214 福州大学学报(自然科学版)第32卷由图4、图5、图6可以看出,1827土和SDS 土对六价铬的吸附机理相似,都属于Freundlich 吸附,即满足等式Q =kC 1 ne ,且1827土对六价铬的吸附曲线基本上成直线,显然是Freundlich 吸附的特殊形式,即n =1时的等温吸附,其相关系数R 2=0.9926;而膨润土原土存在一个拐点,即在低浓度范围内,膨润土对Cr(VI)的吸附量与平衡状态下的溶液浓度呈线形关系;拐点之后,即溶液浓度较高时,膨润土对Cr(VI)的吸附量与平衡状态下的溶液浓度之间呈指数小于1的幂函数关系.吸附机理与3种膨润土的微观结构密切相关,有待以后做更深入的研究.图5 SDS 土对六价铬的等温吸附曲线Fig.5 Cr(VI)adsorption isotherm of SDS-bentonite 图6 1827土对六价铬的等温吸附曲线Fig.6 Cr(VI)adsorption isotherm of 1827-bentonite 3 结语1)改性膨润土1827具有强的吸附Cr(VI)的能力,几乎不受时间和pH 值的影响,平均去除率为93%.2)SDS 土吸附Cr(VI)的效果好于膨润土原土但不如1827土,吸附金属阳离子的效果与1827土差不多,且远远好于膨润土原土.3)1827土与SDS 土的等温吸附机理相似,都属于Freundlich 吸附,且1827土是其特殊形式(n =1),Q -C e 曲线成直线形式,其相关系数R 2=0.9926.参考文献:[1] Stadler M,Schindle P W.Modeling of H +and Cu 2+adsorption on calcium-montmorillonite[J].Clays and Clay M inerals,1993,41(3):288-296.[2] 吴平宵,张惠芬,肖文丁,等.柱撑蒙脱石制备和表征[J].矿物学报,1997,17(2):200-207.[3] Karamanis D T ,Aslanoglou X A.An aluminum pillared montmorillonite with fast uptake of stronti um and cesium from aqueous so -lutions [J].Clays and Clay Minerals,1997,45(5):709-717.[4] 吴平宵,张惠芬,郭九皋,等.无机-有机柱撑蒙脱石对苯酚的吸附[J].地球化学,1999,28(1):58-69.[5] G zen Bereket,Ayse Zehra Arhra Aroguz,Muatafa Zafer zel.Removal of Pb(II),Cd(II),Cu(II)and Zn(II)from aqueous so -lu tions by adsorp tion on bentonite[J].Journal of Colloid and Interface Science,1997,(187):338-343.[6] 都昌杰.实用环境监测水质分析手册[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1986.[7] 邵涛,姜春梅.膨润土对不同价态铬的吸附研究[J].环境科学研究,1999,12(6):47-49.[8] 翁国坚,李湘祁,汤德平,等.铝锆柱撑蒙脱石处理Cr(VI)废水的应用研究[J].福州大学学报(自然科学版),2003,31(37):116-119.[9] Li Z H,Bowman R S.Counterion effects on the sorption of cationic surfactant and chromate on natural clinoptilolite.Environ SciTechnol[J].1997,31(2):407.[10] Sullivan E J,Hun ter B B,Bowman R S,et al.Four ier transform raman spectroscopy of sored HDMA and the mechanism of chro -mate sorption to surfactant-modified clinoptilolite[J].Environ Sci Technol,1998,32(13):1948-1955. 215 第2期王永好,等:表面活性剂改性膨润土吸附Cr(VI)的研究。
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膨润土主要的改性方法
膨润土是一种具有优良物理化学性质的天然黏土矿物，广泛应用于土
壤改良、环境治理、涂料、油田和陶瓷等领域。
然而，膨润土的性质并不
总是适合所有应用，因此需要进行改性处理，以满足特定需求。
以下是膨
润土的主要改性方法。
1.化学改性：化学改性是利用化学物质与膨润土表面发生反应，改变
其化学结构和表面性质。
常用的化学改性方法包括离子交换、季铵化、酸
碱处理等。
离子交换是将表面上存在的阳离子或阴离子通过溶液中的其他
离子进行交换，以改变膨润土的吸附性能和分散性能。
季铵化是将季铵盐
化合物与膨润土反应，形成具有阳离子表面活性剂性质的化合物，使膨润
土具有优良的分散稳定性。
酸碱处理是利用酸或碱溶液对膨润土进行处理，改变其表面电荷及分散性能。
2.物理改性：物理改性是通过物理手段改变膨润土的结构和性质。
常
用的物理改性方法包括机械剪切、高温处理和超声波处理。
机械剪切是利
用剪切力将膨润土分散成细小颗粒，以增加其表面积和分散性能。
高温处
理是将膨润土加热至一定温度，通过热解、脱水或烧结等过程，改变其结
构和矿物组分。
超声波处理是利用超声波的高频振动作用于膨润土，以破
坏其层状结构和提高分散性能。
3.有机改性：有机改性是将有机物质引入膨润土层间或与其表面发生
化学反应，以改变其性质和应用性能。
常用的有机改性剂包括有机阳离子
表面活性剂、聚合物、生物胶粘剂等。
有机阳离子表面活性剂通过与膨润
土层间电荷发生反应，形成有机膨润土复合材料，具有优良的分散性与稳
定性。
聚合物改性是将聚合物溶液浸渍到膨润土中，通过层间扩散和自由
基反应，使聚合物与膨润土结合，增加其黏结强度和塑性。
生物胶粘剂则
是利用生物胶粘剂分子的黏着作用，将膨润土颗粒粘结在一起，形成固体
结构或胶凝体。
4.粒子改性：粒子改性是指将功能性粒子引入膨润土中，如纳米颗粒、纤维、纳米管等。
这些功能性粒子可以与膨润土发生相互作用，形成新的
材料，具有特定的性能和应用价值。
例如，纳米颗粒可以通过增加膨润土
的比表面积和孔隙结构，改善其吸附性能和储存性能。
纤维材料能够增加
膨润土的强度和稳定性，提高其承载能力和抗裂性能。
纳米管则可以用于
改良膨润土的导电性能和机械性能。
总之，膨润土的改性方法主要包括化学改性、物理改性、有机改性和
粒子改性。
这些方法可以单独应用，也可以组合使用，以实现对膨润土性
能的全面改善和优化。
不同的改性方法适用于不同的应用领域和具体要求，选择合适的改性方法对于提高膨润土的应用性能具有重要意义。