膨潤土的改性研究

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1、摘要討論了膨潤土吸附劑的改性方法，通過比表面測定、掃描電鏡、X射線能譜元素測定等，探討了膨潤土的結(jié)構(gòu)與改性機理。研究結(jié)杲表明「高溫焙燒法活化膨潤土冇較好的效果，其對染化廢水COD和色度有良好的去除能力，當投加0.1%改性膨潤土，COD去除率可達74%,脫色率達95%以上。為天然膨潤土的表面改性及其在染化廢水處理屮的應(yīng)用捉供了有價值的參考依據(jù)。關(guān)鍵詞:吸附劑，膨潤土，染化廢水引言31實驗部分31.2實驗方法31.3分析測試42結(jié)果與討論2.1高溫培燒法活化膨潤土2.2酸溶液活化膨潤土52.3鹽溶液活化膨潤土63結(jié)束語

2、4致謝?…95參考文獻……膨潤土(Bentonite)是一種以蒙脫石為主要成分的粘土礦物。由于它具有一系列獨特的性能，目前已得到廣泛的應(yīng)用與研究(1?3)o例如，膨潤土可用于建筑地基、水庫、池塘、廢水處置坑等的不透水襯層，保護地下水等不受污染，或減少水庫、池塘中水的損耗，也可用作飲用水、果汁、啤酒、植物油及污水的吸附過濾材料。近年來，我國在廣四、遼寧、新疆、江蘇、浙江等地發(fā)現(xiàn)和探明大量的膨潤土礦產(chǎn),總儲量居世界前列(4)。但與發(fā)達國家相比，我國膨潤土資源利用水平低，使用范圍窄、產(chǎn)品開發(fā)的多樣化和系列化程度不夠，所以

3、對這種廉價礦土資源的開發(fā)應(yīng)用研究具有很重要的意義。1實驗部分1.1材料與儀器實驗所用天然膨潤土采口遼寧撫順。JSM—6300掃描電鏡，日木電了公司(JEOL)制造；SigmaX射線能譜儀(EDS),美國KEVEX公司制造；DTA—1700型差熱分析儀，美國Perkin-Elmer公司制造；JB—1型比表面測定儀，中科院上海冶金研究所研制。1.2實驗方法天然膨潤土的改性實驗步驟見表lo表1膨潤土改性制備方法吸附劑制備方法焙將120目膨潤土放入馬福爐內(nèi)以30r/min速度升至一定溫度鍛燒，保溫一段時間，燒土出爐冷卻，研

4、磨過篩。酸改土將120目膨潤土浸置于硫酸或鹽酸溶液，在一定水浴溫度下加熱攪拌一定時間，抽濾去液，用蒸憾水將濾液洗至中性，于150°C下干燥，研磨至原粒度。鹽改土將120目膨潤土浸置于NaCl或MgC12溶液，在一定水浴溫度下加熱攪拌一定時間，抽濾去液，用蒸憾水將濾液洗至中性，于150°C下干燥，研磨至原粒度。注：膨潤土與酸溶液或鹽溶液的固一液質(zhì)量比為1：10o靜態(tài)吸附實驗：稱取一定量改性后的膨潤土置于250ml,具塞錐形瓶中，注入50niL待處理染化廢水，混合均勻后測定并調(diào)節(jié)pH值，在HY—4/KS型調(diào)速多用振蕩器

5、中以180r/min振蕩吸附一定吋間,靜置，取上清液測有關(guān)水質(zhì)指標。1.3分析測試1）化學成分的測定：取吸附劑少許，置于已噴金的小銅片上，于與JSM-6300掃描電鏡聯(lián)結(jié)的X射線能譜儀上測定化學成分。X射線能譜儀工作條件:20.0kV電壓，100X10—12A電流，15?0儷工作距離，0。傾斜角度。2）掃描電鏡實驗：取吸附劑少許，置于已噴金的小銅片上，于JSM-6300掃描電鏡上觀察改性前后膨潤土的微觀形貌，拍攝電鏡圖片。3）比表面積測定：稱取定量吸附劑，在JB—1型比表面測定儀上利用N2吸附法測定樣品的比表而積。

6、BET公式計算。4）差熱曲線（DTA）的測定：取吸附劑少量，于DTA—1700型差熱分析儀中測定DTA曲線。差熱分析儀升溫速率為20°C/min,以A12O3為參比物。5）廢水指標測定：標準重銘酸鉀法測定廢水COD值；目視稀釋倍數(shù)法測定色度（5）o2結(jié)果與討論2.1高溫焙燒法活化膨潤土為探索溫度對膨潤土結(jié)構(gòu)及吸附性能的影響，通過高溫焙燒改性實驗以及差熱分析、比表面測定、掃描電鏡實驗對高溫焙燒改性機理進行了研究。結(jié)果表明，當膨浪土焙燒溫度低于450°C時，染化廢水COD去除率隨著焙燒溫度的上升而增加得較快，當焙燒溫度

7、達450°C時，COD和色度的去除效果最佳，此時，經(jīng)改性膨潤土處理后的染化廢水COD由原來的477mg/L降至83mg/L,去除率達82%,脫色率達97%,當溫度超過450°C時，廢水COD隨溫度的繼續(xù)增加而逐漸下降，脫色率趨于穩(wěn)定。我們還發(fā)現(xiàn)，時間越2,處理效果并不見得越好。這是因為當在適當溫度下焙燒一定時間后,膨潤土的表而水及空隙屮的一些雜質(zhì)已基本除去，空隙率和比表而積已不隨高溫處琪時間延長而增大，而溫度過高或焙燒時間過長，易導(dǎo)致膨潤土卷邊片狀結(jié)構(gòu)燒結(jié)、堆枳，反而降低了孔隙率和孔徑，H增加了處理成木，因此，選擇

8、焙燒時間2h較為合適。幾種焙燒而后膨潤土的比表面，對比數(shù)據(jù)見表2。由表2可見，不同溫度卜?焙燒膨潤土具冇不同的比面積，它們的比表面積隨著焙燒溫度的壇加而壇大。450°C焙燒膨潤土的比表面積可達120.24m2/g；當溫度超過600°C時，比表面積逐漸呈下降起勢。以上結(jié)果很可能是由于溫度的升高，吸附劑結(jié)構(gòu)中的沸石水和結(jié)晶水析出，表直積增大，提高了吸附質(zhì)所能進入