改性膨润土对铜离子的吸附研究
邯郸学院本科毕业论文
题目改性膨润土对废水中铜离子的
吸附及研究
学生梁鹏
指导教师游富英副教授
年级2009级
专业化学
系部化学系
邯郸学院化学系
2013年5月
郑重声明
本人的毕业论文是在指导教师游富英老师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。
毕业论文作者（签名）：
年月日
摘要本文首先分别利用十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠的有机改性剂对膨润土进行改性，然后在相同条件下分别用改性后的膨润土对模拟的铜离子废水进行吸附，用721可见分光光度计测其吸光度并计算去除率，结果显示经十八烷基三甲基氯化铵处理过的改性膨润土对铜离子的吸附效果最好，其他依次是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠。接着用十八烷基三甲基氯化铵改性膨润土采用单一变量法来探索对铜离子吸附的最佳条件，结果显示改性膨润土吸附模拟废水中的铜离子的最佳实验条件为：pH值为7，温度为35摄氏度，初始离子浓度为8.064ug/ml，吸附剂用量为10g/L，吸附时间为60min，在此条件下改性膨润土对铜离子的吸附率达到93.04%。最后又讨论了铜离子吸附的热力学和动力学。
关键词改性膨润土铜离子吸光度不同条件
Bentonite copper ions from wastewater
Adsorption and Research
Liang Jia Driected by Prof. You Fu-ying
Abstract Firstly, respectively, using the octadecyl trimethyl ammonium chloride, sodium dodecyl sulfate, sodium dodecyl benzene sulfonate, sodium dodecyl sulfate organic modifier on bentonite modified, then under the same conditions were used for the simulation of the modified bentonite adsorption copper ions from wastewater, measured with a spectrophotometer absorbance 721 and removal calculation results show that after octadecyl trimethyl ammonium chloride and treated modified bentonite best adsorption of copper ions, followed by sodium dodecyl sulfate is sodium dodecyl benzene sulfonate, sodium dodecyl sulfate. Then with octadecyl trimethyl ammonium chloride modified bentonite single variable method to explore for copper ion adsorption optimal conditions, the results show the modified bentonite adsorption of copper ions simulated wastewater optimal experimental conditions: pH value of 7 and a temperature of 35 degrees Celsius, the initial ion concentration 8ug/ml, adsorbent dosage of 10g / L, adsorption time was 60min, in this condition the copper modified bentonite adsorption rate 93.04%. And finally discuss the copper ion adsorption thermodynamics and kinetics.
Key words modified bentonite copper ions absorbance different conditions
目录
摘要-------------------------------------------------------------------- I 外文页------------------------------------------------------------------- II 1 引言 -------------------------------------------------------------------- 1
1.1 膨润土及改性膨润土的介绍----------------------------------------- 1
1.2 改性膨润土吸附的相关研究----------------------------------------- 1
1.3 本文的研究目的及内容---------------------------------------------- 1
2 实验部分---------------------------------------------------------------- 2
2.1 主要试剂及仪器----------------------------------------------------- 2
2.2 实验步骤 ----------------------------------------------------------- 2
2.2.1. 实验准备--------------------------------------------------------- 2
2.2.2 改性剂的选择---------------------------------------------------- 3
2.2.3 不同条件下改性土对铜离子的吸附影响---------------------------- 4
2.2.4 最佳条件下对铜离子的吸附 -------------------------------------- 9
3 结果与讨论-------------------------------------------------------------- 9
3.1 改性膨润土吸附铜离子的最佳条件 --------------------------------------------- 9
3.2 铜离子吸附的热力学研究 ----------------------------------------- 10
3.3 铜离子吸附的动力学研究 ----------------------------------------- 11
3.4 改性膨润土处理废水中重金属离子的方法的展望------------------- 11 参考文献 ------------------------------------------------------------------ 12 致谢--------------------------------------------------------------------- 14
改性膨润土对废水中铜离子的吸附及研究1引言
重金属例如锌、铜等是生活中经常能够看到的，而且重金属是人体健康不可或缺的微量元素, 但是物极必反，超量就会造成严重的后果。目前由于潜在危险物及含重金属的原料在环境中不断的增加, 重金属污染引起了人们广泛的关注。尤其是在化工、电镀和固体垃圾填埋场的废液中。众所周知，水是生命之源，我们谁也离不开水，所以废水中的重金属离子浓度应该减小到最低来避免因此对人类健康产生不良影响。目前处理重金属离子废水的方法通常采用硫化法、化学法、电解法等, 但是以上方法都会产生化学污染以及重金属污染。从而造成二次污染[ 1]。吸附法由于其方法简便、无污染逐渐成为研究热门领域，在我国膨润土储量丰富，价格便宜，稳定性高[ 2]是吸附法处理废水中重金属离子的常用吸附剂之一。
1.1 膨润土及改性膨润土的介绍
膨润土是一种粘土矿[3]。N.Karapinar等研究了膨润土对Cu２＋和Cd２＋的吸附行为，实验结果证明天然膨润土可以用来做对废水中金属离子的吸附［4］。但是天然膨润土也有他的局限性，比如在对疏水性离子的吸附，因为其表面上有一层水膜，限制了在处理废水上的应用［5］，所以人们在实际的吸附操作中都先将其改性。从而使膨润土的改性在处理废水领域中成为热点[6]。膨润土的改性有多种方法，微波强化改性[7]、有机改性[8]、无机改性及有机或无机的复合改性[9-12]等，综合实验室条件及其他原因，本实验决定采用有机改性。
1.2 改性膨润土吸附的相关研究
经查阅文献，邓书平曾用有机改性膨润土处理以锌离子为主要污染物的方法得出对锌离子的去除率可达98%。时间是40分钟，温度为20℃[13]。李亚焕等人曾用改性膨润土处理低浓度的甲醛废水溶液，去除率可达 45．12％[14]王彦等曾用有机改性膨润土处理以锌离子为主要污染物的的实验证实该方法是可行的[15]。樊丽萍等[16]通过十六烷基三甲铵 (CTMAB)和双阳离子改性膨润土处理废水中PAM，结果表明：质量分数为7%的单阳离子改性膨润土对PAM的去除率达到90%以上。李瑜等以季铵盐为改性剂, 对凹凸棒土进行改性反应, 并用于处理含油废水[ 17]。结果表明, 改性剂十六烷基三甲基溴化铵用量 6% 、改性温度 80摄氏度，改性时间 90 min 时, 改性凹凸棒土除油及废物效果最佳, COD 去除率可达 98. 40%。研究还发现季铵盐表面活性剂相对分子量越大, 有机改性凹凸棒土的除油能力越强。由文献可知有机改性膨润土对铜离子的吸附过程是放热反应。
1.3 本文的研究目的及内容
研究目的：通过实验，掌握有机改性膨润土合成方法，进而确定对铜离子的最佳吸附条件。
研究内容：在本课题中，将用十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵分别对天然膨润土进行改性，然后将改性后膨润土及天然膨润土分别对铜离子进行吸附确定最佳吸附剂，进而研究改性膨润土在对铜离子吸附过程中温度、pH值、吸附剂用量等对实验结果的影响，从而确定最佳吸附条件。进一步讨论有机改性膨润土对铜离子的吸附动力学和吸附热力学等相关信息。
2 实验部分
2.1 主要试剂及仪器
实验仪器： 100 mL小烧杯；1000ml容量瓶；250ml容量瓶；1000ml试剂瓶；抽虑装置；铁架台；；滤纸；表面皿；蒸发皿； 50 mL和10 mL量筒；玻璃棒；；布氏漏斗； pH酸度计； FA2004N 型电子天平（上海精密科学仪器有限公司）；HW-10型远红外线干燥箱（北京兴争仪器设备厂）；恒温震荡器。
检测仪器： 721分光光度计（上海分析仪器总厂）；石英比色皿（2mm，上海分析仪器总厂）；
实验所用试剂:膨润土原矿采自邯郸某地, 样品经粉碎过筛获得小于100目的颗粒。十二烷基磺酸钠（分析纯）、十二烷基苯磺酸钠（分析纯）、十二烷基硫酸钠（分析纯）、十八烷基三甲基溴化铵（分析纯）、二乙氨基二硫代甲酸钠（分析纯）、五水硫酸铜（分析纯）、四氯化碳（分析纯）、氯化铵（分析纯）、氨水（分析纯）。
2.2 实验步骤
2.2.1. 实验准备
1、制备改性膨润土
阴离子改性膨润土：分别称取20g天然膨润土放入编号为3个250ml的锥形瓶中，分别加入100ml蒸馏水，再分别加入5g十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠，在恒温水浴中振荡2h，温度设定为50℃，然后静置，洗涤，烘干，于105℃下活化2h，研磨过100目筛。
阳离子改性膨润土：在250ml锥形瓶中加入适量50℃的蒸馏水，放入30g天然膨润土，振荡使其分散，迅速加入150ml质量分数为5%的十八烷基三甲基氯化铵，恒温水浴中继续振荡10min，静置24h，抽滤，洗涤两遍后于80℃下烘干，研磨，过100目筛。
2、溶液的配制
配制硫酸铜标准溶液称取0.0393g五水硫酸铜，溶于水，完全溶解后，用玻璃棒把溶液转移到容量瓶中，加蒸馏水，定容，摇匀，得10.0210ug/mL标准溶液。
配制缓冲溶液称取54g氯化铵溶于350mL氯水中，用玻璃棒把溶液转移到1000mL容量瓶中，加蒸馏水，定容，摇匀，用酸度计测得缓冲溶液pH值为10.22。
配制质量分数为0.3%的铜试剂称取0.3004g铜试剂，溶解于烧杯中，用玻璃棒转移溶液到100mL容量瓶中，加蒸馏水，定容，摇匀。
3、铜离子标准曲线的绘制
( 1) 取5个25mL容量瓶, 用2mL移液管分别取0. 00、0.50、1.00、1.50、2.00mL硫酸铜
标准溶液加入到容量瓶中;
( 2) 分别加入5mLpH=10的缓冲溶液, 摇匀;
( 3) 分别加入5mL 质量分数为0.3%的铜试剂溶液, 摇匀, 静置5min, 溶液为黄棕色;
( 4) 分别加入5mL四氯化碳, 用力振荡2min以上, 分层, 上层无色, 下层黄棕色;
( 5) 加水至25mL;
( 6) 堵住移液管口, 伸入比色管底部, 吸取2mL左右有机相溶液, 移至比色皿中, 待测
定( 比色皿中的液体不能存有气泡) 。在435nm处读取吸光度。浓度与吸光度值见表1，铜离
子标准曲线见图1
表1铜离子标准溶液的吸光度
C(mg/L) 0.0000 0.2004 0.4008 0.6013 0.8017 A0.000 0.185 0.372 0.547 0.729
A
c/(ug.ml-1)
图1铜离子的标准曲线
线性方程为C=0.0329+0.778A,相关系数R=0.99413。
4、模拟废水的配制
实际称取五水硫酸铜质量为0.03146g，将其溶于大约1000mL蒸馏水中。容量瓶中定容，
得8.0112ug/mL。同时取模拟废水2ml按铜离子标准曲线的绘制中的测吸光度的方法测稀释后
的模拟废水的吸光度A O=0.7919。
2.2.2 改性剂的选择
分别准确称取0.2g的十八烷基三甲基氯化铵改性土、十二烷基苯磺酸钠改性膨润土、十
二烷基磺酸钠改性后的膨润土、十二烷基硫酸钠改性后的膨润土置于4个100ml的锥形瓶中，
分别向锥形瓶中加入20ml的铜离子模拟废水,用橡胶塞塞住瓶口放置于恒温振荡器中，将恒温振荡器的转速调为100r/mim，温度设为35℃的条件下振荡60min后，离心分离取上层清液测其吸光度（如表2所示）：
铜离子去除率计算公式：
q=(C0-C) / C0×100%=(A0- A) / A0×100%,(1)
式(1)中：C0为吸附前铜离子浓度，C为吸附后铜离子的浓度，A0为吸附前铜离子的吸光度，A为吸附后铜离子的吸光度。
表2不同改性膨润土吸附铜离子的吸光度
改性膨润土种类吸光度A 去除率q/%
十二烷基苯磺酸钠0.135 82.95
十二烷基磺酸钠0.221 72.09
十二烷基硫酸钠0.098 87.62 十八烷基三甲基氯化铵0.091 88.51
由表2可知，在相同的条件下，经过十八烷基三甲基氯化铵改性膨润土处理过的铜离子吸光度较小，即吸附效果最好。故本实验采用阳离子改性剂十八烷基三甲基氯化铵作为膨润土的改性剂。
2.2.3 不同条件下改性土对铜离子的吸附影响
2.2.
3.1不同pH值的影响
分别称取4份分别为0.2003g、0.2007g、0.2005g、0.2008g的十八烷基三甲基氯化铵改性后的膨润土于4个100ml的锥形瓶中，分别向锥形瓶中加入20ml的铜离子模拟废水，将PH分别调到3、5、7、9、11，用橡胶塞塞住瓶口放于恒温振荡器中，将恒温振荡器的转速调为100r/mim，温度设为35℃的条件下振荡60min后，离心分离取上层清液测其吸光度，计算去除率，去除率q与pH值的数据如表3，去除率随PH的变化如图2
表3 pH对铜离子吸光度和去除率影响
pH 吸光度A 去除率q/%
3 0.359 51.75
5 0.225 67.19
7 0.091 86.59
9 0.101 85.57
11 0.109 83.75
铜离子去除率
pH值
图2 溶液pH 值对铜离子去除率的影响
由图2可以看出溶液的pH 值对铜离子去除率的影响是比较大的，随溶液 pH 值的升高, 改性膨润土对Cu 2+
的去除率呈增大趋势。初始溶液的 pH 值从 3升高到 7 时十八烷基三甲基氯化铵改性膨润土的对铜离子的去除率和吸附量有明显的增加。这可能因为在低 pH 值的条件下, 由于H+浓度过大, 占据了铜离子的吸附位置而影响了吸附剂对 Cu 2+的吸附。随着酸度减小，氢离子浓度降低，铜离子的去除率明显增加。在 pH 值从 7 升高到 11 的过程中改性膨润土对铜离子的吸附率又下降,但下降幅度缓慢，这可能因为在偏碱性的条件下，铜离子易与氢氧根生成沉淀或难溶物堵塞部分改性膨润土的孔道所致[18]。这些结果与其他研究者得到的结果一致[ 19,20]。影响膨润土吸附特性的机制可以分为离子交换、分散、沉淀和吸附。图2 中pH 值在 3 到 7 范围内支配膨润土吸附特性的基本机制是吸附和离子交换。在高 pH 值时( pH= 9-11) 膨润土吸附量应该有提高, 但是由于氢氧化铜的形成, 固液分离的难度明显加大，导致实际实验数据减小，而且实际操作中也不利于铜离子的回收，综合各种因素，实验的pH 最好采用7。
2.2.
3.2不同吸附剂用量的影响
分别准确称取0.0531g 、0.1022g 、0.2100g 、0.2498g 的改性膨润土于4个100ml 的锥形瓶中，分别向锥形瓶中加入20ml 铜离子模拟废水，用橡胶塞塞住瓶口放于恒温振荡器中，将恒温振荡器的转速调为100r/mim ，温度设为35℃的条件下振荡60min 后，离心分离取上层清液测其吸光度，计算去除率，去除率q 与加入量m 的数据如表4，去除率随吸附剂用量的变化如图3
表4改性剂加入量对铜离子吸光度和去除率影响
加入量m/g
吸光度A 去除率q/% 0.0531
0.099 82.83 0.1022
0.084 84.69 0.2100
0.062 87.34 0.2498 0.063 87.19
铜离子的去除率吸附剂加入量
图3 吸附剂加入量对铜离子去除率的影响
由图3我们可以看到，在一定条件下，铜离子的去除率随改性膨润土的加入量的增加而增加，当增加到一定值（0.2100g/L ）时再往里面加入改性膨润土铜离子的去除率反而下降了，这可能因为当吸附已经达到饱和时，随着吸附剂的量增加，它的单位吸附量反而减小[21]而造成的
2.2.
3.3不同温度的影响
分别称取4份分别为0.2004g 、0.2011g 、0.1999g 、0.2003g 的十八烷基氯化铵改性后的膨润土于4个100ml 的锥形瓶中，分别向锥形瓶中加入20ml 的铜离子模拟废水，用橡胶塞塞住瓶口放于恒温振荡器中，将恒温振荡器的转速调为100r/min 将温度分别设为25℃、35℃、45℃、55℃的条件下振荡60min 后，离心分离取上层清液测其吸光度，计算去除率，去除率q 和温度的数据如表5，去除率随温度的变化如图4
表5 吸附温度对铜离子吸光度和去除率影响
温度T/℃
吸光度A 去除率q/% 25
0.051 88.66 35
0.015 93.04 45
0.015 93.04 55 0.016 89.06
铜离子的去除率温度/℃
图4 温度对铜离子去除率的影响
由图4可以看出温度对铜离子的去除率也是一个重要的参数，温度从25℃升到35℃时铜离子去除率有明显增加，从35℃上升到55℃时，变化不大，证明35℃是最佳温度。
2.2.
3.4不同时间的影响
分别称取4份分别为0.2001g 、0.2008g 、0.2007g 、0.2004g 的十八烷基三甲基氯化铵改性后的膨润土于4个100ml 的锥形瓶中，分别向锥形瓶中加入20ml 的铜离子模拟废水，用橡胶塞塞住瓶口放于恒温振荡器中，将恒温振荡器的转速调为100r/min ，温度设为35℃的条件下分别振荡20min 、40min 、60min 、80min 后，离心分离取上层清液测其吸光度，计算去除率，去除率q 和吸附时间的数据如表6，去除率随吸附时间的变化如图5。
表6吸附时间对铜离子吸光度和去除率影响
时间t/min
吸光度A 去除率q/% 20
0109 81.61 40 0.068 86.59
60
0.021 92.31 80 0.022 92.29
铜离子的去除率时间/min
图5 时间对铜离子去除率的影响
由图5可知，在反应60分钟前，铜离子的去除率随着时间的增加也迅速增长，60分钟以后，逐渐达到吸附平衡，离子浓度也没有出现太大的变化。所以，吸附的最佳时间确定为60分钟。
2.2.
3.5不同初始离子浓度的影响
分别称取4份分别为0.1997g 、0.1999g 、0.2003g 、0.2003g 的十八烷基三甲基氯化铵改性后的膨润土于4个100ml 的锥形瓶中，分别向锥形瓶中加入20ml 的铜离子模拟废水，浓度分别为2.036ug/ml 、4.005ug/ml 、8.064ug/ml 、10.002ug/ml ，用橡胶塞塞住瓶口放于恒温振荡器中，将恒温振荡器的转速调为100r/min ，温度设为35℃的条件下振荡60min 后，离心分离取上层清液测其吸光度，计算去除率，去除率q 和初始离子浓度的数据如表7，去除率随不同初始离子浓度的变化如图6。
表7初始离子浓度对铜离子吸光度和去除率影响
浓度Co(ug/mL)
吸光度A 浓度Ce(ug/mL) 去除率q/% 2.036
0.062 0.0811 87.34 4.005
0.085 0.0990 84.53 8.064
0.051 0.0726 88.67 10.002 0.072 0.0891
86.09
铜离子的去除率初始离子浓度/ug/ml
图6 初始离子浓度对铜离子去除率的影响
由图6可知在初始浓度为2.036ug/m 到4.005ug/ml 时，铜离子去除率随溶液初始浓度的增加而迅速增长，初始浓度在4.005ug/ml 到8.064ug/ml 时，铜离子去除率随初始浓度增加的没有之前快，甚至在8.064ug/ml 到10.002ug/ml 反而下降。这其中可能涉及到重金属离子的解吸
[22]，在较低的 Cu 2+
浓度下，铜离子可以缓慢地向吸附剂内部扩散和移动，故导致解吸率较低，此时吸附明显大于解吸，随着后面铜离子浓度的增大，吸附的重金属离子趋向于表面和外部空间，因此更容易解吸下来。所以铜离子去除率在8.064ug/ml 后，会随着浓度的增加而降低。因此，确定最佳初始离子浓度为8.064ug/ml 。
2.2.4 最佳条件下对铜离子的吸附
称取1份0.2001g 的十八烷基三甲基氯化铵改性后的膨润土于100ml 的锥形瓶中，向锥形瓶中加入20ml 的铜离子模拟废水，浓度为8.064ug/ml ，用橡胶塞塞住瓶口放于恒温振荡器中，将恒温振荡器的转速调为100r/min ，温度设为35℃的条件下振荡60min 后，离心分离取上层清液测其吸光度，计算去除率
测得吸光度A=0.051，去除率为93.04%
3 结果与讨论
3.1 改性膨润土吸附铜离子的最佳条件
经过一系列实验的探索，确定十八烷基三甲基氯化铵改性膨润土对废水中铜离子的吸附的最佳条件是：pH 值为7，温度为35摄氏度，初始离子浓度为8.064ug/ml ，吸附剂用量为10g/L ，吸附时间为60min ，在此条件下改性膨润土对铜离子的吸附率达到93.04%。其中pH 对吸附过程影响最大。
3.2 铜离子吸附的热力学研究
吸附过程热力学参数，可通过以下公式计算：
q e (mg/g)为吸附量；W 为吸附剂的重量 (g)；V 为铜离子溶液的体积 (L )；ΔG 为吸附过程的自由能变值 (kJ/mol)；Kd 为平衡吸附分配系数；ΔS 为吸附熵变值 (kJ/mol ?K) ；ΔH 为吸附过程的焓变值 (kJ/mol)。用2.2.3.3 得出的实验数据，按式 (3) 计算出不同温度下的K d [23]。若在该实验温度下，不考虑ΔH 随温度的变化，以lnK d 与1/T 作图， 如图7，然后进行线性拟合,由其斜率推出所对应的ΔH ，再由式 (4)可求得ΔG ，按公式（6）计算ΔS ，结果如表8。
l n K d 1/T
图7
表8 热力学参数
T （K ）
ΔG （KJ/mol ） ΔS （J/mol·L ） ΔH （KJ/mol ） 289
-0.630 0.039
308 -0.761 0.038 ()o e e c c v
q w
-=
d e e
k q c =d S H Ink R RT ??=-d G RTInK ?=-()/S H G T
?=?-?(2)(3)(4)(5)
(6)
318 -0.764 0.037 11.135
328 -0.788 0.036
图7可以看到lnKd对1/T的线性不是很好，可能是由于在指定的温度下吸附完成后，还得经过离心、配溶液等一系列操作，期间温度的变化，操作时间的长短等都可能影响实验数据。
从表7可看出，改性膨润土吸附铜离子过程的ΔG＜0，说明该吸附过程是自发的；ΔH＞0，说明该吸附过程是吸热反应，与前面的结果一致；ΔS＞0，说明亚甲基蓝吸附在膨润土表面后，有序性减弱，随着温度的升高，ΔS的数值有所增加，说明其混乱度增加。
3.3 铜离子吸附的动力学研究
分别用拟一级速率方程（7）、拟二级速率方程（8）来拟合不同Cu２＋初始浓度下的吸附动力学数据：
式中：Qｔ为反应时间ｔ时的吸附量（mmol.g-1），Qｅ为平衡时的吸附量（mmol.g-1），ｋ１为一级动力学模型速率常数（min-1），ｋ２为二级动力学模型速率常数（g.mmol-1.min-1）。
以ln（Qｅ－Qｔ）为纵坐标，t为横坐标作图，然后进行线性拟合，同样的步骤以t/Qｔ为纵坐标，以t为横坐标作图，拟合参数R如表9所示，可以看出，二级动力学模型的相关性比一级动力学模型要好，该吸附行为更加符合二级动力学模型。
表9 一级和二级动力学模型参数
吸附动力学模型K R2 一级0.0782 0.8732
二级0.0021 0.9941
3.4 改性膨润土处理废水中重金属离子的方法的展望
目前，由于改性膨润土制备简单，无污染，吸附时间短且价格相对便宜等优点，在吸附重金属离子的领域已经成为热点，但是，此方法仍旧处于实验阶段，而且实验过程中并没有考虑到其他因素的影响，例如：废水中其他重金属离子、难溶有机物等，而且还没有发现具有针对性的吸附剂，相信在以后的研究中，这些都将成为工作的重点，让改性膨润土在处理废水中重金属离子得到更好、更广泛的应用。
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致谢
毕业论文是大学里非常重要的环节，是对我们在大学里所学知识的最好检验，因此我对于这次的实验等各种环节都相当重视并顺利完成了毕业论文的撰写。
本论文是在游富英老师全面、具体、耐心的指导下完成的，从课题的提出，实验方案的设计，到实验结果的讨论及论文的修改完成无不倾注着导师的心血。游富英老师在改性膨润土对重金属离子的吸附的相关领域内宽广的知识面、深厚的理论基础、勇于创新的精神以及严谨的治学态度使我受益非浅，终生难忘。在她身上我不仅学到了专业知识的技能，更学到了作为一个科研工作者应具备的治学态度和孜孜以求的献身精神。游老师追求真理、献身科学、严以律己、宽已待人的崇高品质对我将是永远的鞭策。
在此向我的导师表示最诚挚、最衷心的敬意和感谢！
感谢化学系刘妍老师、胡俊平老师、毕慧敏老师、刘卫洁老师和朱晓敏老师的关心和帮助。
感谢我的同组同学李静静、杨成、游乃鈺和朋友们对我的关心和帮助。
再次衷心感谢所有关怀、培育和帮助过我的老师、同学和朋友们！
膨润土改性技术的现状
膨润土改性技术的现状 摘要：膨润土是一种重要的非金属矿产，资源丰富。改性膨润土大大提高了膨 润土的性能和品质，改变了中国膨润土品质低、应用受到限制的局面，有助于充分利用好中国丰富的膨润土资源，提高其附加值，创造更大的经济效益。本文在参考大量文献后总结了部分膨润土改性技术及其机理。 关键词：膨润土；改性；机理 前言 我国的膨润土资源种类齐全，分布广。目前已累计探明储量50.87亿吨以上，保有储量大于70亿吨，仅次于美国，居世界第二位，主要集中在东北和东部沿海各地。我国丰富的膨润土资源为新产品的开发和研究、市场的开拓、竞争力的提高等奠定了基础。但我国膨润土钙基者多，蒙脱石含量偏低，而采选加工方法较简单，产品质量受到影响，对外贸易中处于低出高进局面，导致其应用范围受限制[1]。 1膨润土的矿物学特性及类型 膨润土又名“斑脱岩”或“膨土岩”，是一种以蒙脱石矿物成分为主的粘土岩，图1是蒙脱石晶体单元层结构。蒙脱石又称“微晶高岭石”或“胶岭石”，是一种层状含水的铝硅酸盐矿物，其理论结构式为：E x·nH2O{(A12一Mgx)[(Si，A1)4O10](OH)2}，E为层间可交换的阳离子，主要为Ca2+、Na+、M g2+、K+，X 为E作为一价阳离子时单位化学的层电荷数，一般变化在0.2～0.6[2-4]。除了蒙脱石，膨润土中常含有少量的伊利石、高岭土、沸石、长石、方解石等矿物，所以具体膨润土的性质还与蒙脱石的种类和含量有关。大致来讲膨润土具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、增稠性、润滑性、吸附性和脱色性等一系列优良特性。能吸收自身体积8～15倍的水量，体积膨胀倍数至30倍；分散悬泽陛使其在水介质中可分散成胶体悬浮液；为了保持电价平衡，在蒙脱石的结构单元层之间存在着K+、Na+、Ca2+等大半径离子的阳离子，这些离子可与同性电价离子发生等电量交换，从而使蒙脱土具有阳离子交换能力。所以蒙脱土具有吸附各种气体、液体、有机物和有色物质的能力。膨润土按交换的阳离子种类、含量和结晶化学性质等可分为钙基膨润土、钠基膨润土、镁基膨润土及钙一钠基膨润土，常见的是钙基膨润土和钠基膨润土。其中钠基膨润土比钙基膨润土有更高的膨胀性和阳离子交换容量。在水中分散性好，且黏性、润滑性及热稳定性俱佳。此外，触变性、热湿拉强度和干压强度也较好，所以钠基膨润土性能更好，利用价值更大。 2膨润土的改性方法及机理 2. 1 酸性活化白土[5] 酸性活化白土是指用酸处理过的膨润土生产工艺有湿法和干法两种。 湿法生产工艺流程为：原矿一干燥一粉碎一活化一分酸一漂洗一浓缩一干燥一磨粉一包装
膨润土及改性产品在废水处理中的应用
膨润土及改性产品在废水处理中的应用 来源：作者：发布时间：2009-04-01 前言 我国水资源总量居世界第6 位, 人均拥有水量居世界第84 位。水资源在时间分配上不均匀, 在空间分布上不平衡, 不少地区水资源紧张。随着经济的发展和人民物质生活水平的提高, 对水的需求还将增长。在经济迅速发展和城市化的发展过程中, 水污染在加剧。 水污染加剧制约了我国经济和社会的发展。寻找一种较为廉价的污水净化材料,降低污染水的处理成本, 提高净化效率, 已成为环境保护中亟待解决的问题。 膨润土是以硅铝酸盐为主的矿物。硅铝结构本身带负电荷使其具有很好的离子交换能力; 膨润土具有很大的表面积, 使其具有较大的吸附能力。良好的阳离子交换能力和吸附性能为它在污水处理中的应用奠定了基础。我国膨润土资源十分丰富, 应用天然膨润土开发污水处理新材料, 无疑是解决我国污水处理的一条可行之路[1]。 将膨润土应用于污水处理,已经引起人们的高度重视。在环境保护方面它作为水处理的净化剂、吸附剂，给环境保护带来了一条新途径。 1．改性膨润土处理有色污染物废水 改性膨润土的脱色作用主要用于处理印染废水。印染废水的种类很多,有机物质量分数高、色度大、具有抗氧化性、抗光性和高化学稳定性,是一种难以处理的工业废水,近年来用改性膨润土对印染废水的脱色处理研究取得了一定进展[2，3 ]。 交联蒙脱石的脱色性的实验的结果表明：蒙脱石经过改性，脱色性能比原土有明显提高；对于同种改性蒙脱石，土浆的脱色性能远大于固体粉末的脱色性能，且脱色时间短。用于实际生产中的染料废水处理可达到操作简便、高效、低成本处理的效果。 2．用于含磷、氟废水的治理 含磷废水排入水体,会引起湖泊和海洋的营养富集,严重时藻类疯长,水体发臭,鱼类死亡,严重影响水体环境,给人类带来直接经济失。 孙家寿等[4]对铝交联蒙脱石脱磷进行了研究，结果表明铝交联蒙脱石对溶液中的磷酸根有较好的吸附性能，其吸附容量可达5. 56 mg/ g。用其处理含磷酸废水时，在pH 为7. 3 、用量为9 g/ L 废H2O、搅拌时间为30 min、搅拌速度为450 r/ min的条件下, 对磷的去除率接近100 %[5]。 3．改性膨润土脱除废水中重金属离子 重金属离子废水主要来源于金属矿山、冶金、电解、电镀等行业，它可在水生生物中富集，通过食物链危害人体健康。改性膨润土可用来吸附废水中的重金属离子，且在再生过程中又释放出被吸附离子以供回收利用，可实现变害为宝这一目标[6]。 用改性膨润土制成两个或三个吸附池,使含铬废水缓慢通过过滤池与改性膨润土接触3～4 h，对高或中等质量浓度的含铬废水中铬的脱除率可达99 %以上，适合于电镀、皮革、印染及化学试剂等工业排放的含铬废水处理。赵晓明[7 ]等采用碳酸钠、氯化铝改性的膨润土处理了含Cr5+废水，结果得出，在pH为6.0，改性膨润土质量浓度为15.0g/L 时，对废水中Cr5+的去除率达到95%，出水水质符合国家标准。4．改性膨润土处理印染废水 国内近年来对改性膨润土在印染废水处理中的应用进行了研究。研究了改性膨润土对红色染料的脱色性能，结果表明，改性膨润土的脱色能力大于原土。 使用质量分数0.01%的膨润土加0.005%的聚合氯化铝，可使以阳离子为主的染料废水脱色率达94%—100%；用金属离子（铝盐—镁盐）对膨润土进行改性，对水中活性艳红染料进行了吸附色，发现改性膨润土还具有一定的光化学催化降解作用[8]。
膨润土的研究进展
膨润土吸附材料在有机污染物控制中的研究进展 李雪飞郑岳青* （宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211） 摘要：由于特殊的天然纳米结构，膨润土改性吸附材料在有机污染物控制与修复中有广阔的应用前景。本文重点评述了膨润土吸附材料对有机污染物的吸附作用机制，构效关系。简要总结其在一些有机污染物的控制作用。并展望了今后的重点研究方向。 关键词：膨润土；吸附材料；有机污染物；污染控制 Adsorption of bentonite materials in organic pollutants control research progress LI Xue-Fei ZHENG Yue-Qing* (Faculty of Material Science and Chemical Engineering , Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang) Abstract:Because of natural peculiar nanometer structure,the bentonite changes nature adsorption material controlling in organic pollutants and having a prospect to apply vastly in renovation. Priority reviews the main body of a book having stated bentonite adsorption material imitating relation to organic pollutants adsorbing mechanism , structure. Brief summary it's the control action in a few organic pollutants. And have looked into the future at priority the days to come studying direction. key word：Bentonite ；Adsorption material ；Organic pollutants ；Contamination control 引言
膨润土改性小知识
膨润土改性小知识 天然膨润土在实际应用中性能不够理想，或不能满足特殊应用领域使用要求时，常常需要进行人工改性。改性的原理是蒙脱石在水溶液中吸水膨胀并分散形成胶体，晶层间阳离子以水化离子形式出现，这些水化阳离子与晶体联结并不牢固，可被溶液中其它离子置换取代。这种离子交换过程主要在晶层之间进行，不会引起晶体骨架改变。根据这一原理，可以使用一些无机（锂、钠、钾）或有机阳离子，通过离子交换，实现膨润土的改性。目前常见的改性的膨润土主要有以下几种： （1）有机膨润土 有机膨润土是长碳链季铵盐与膨润土反应的产物。它是利用季铵盐离子与粘土中的可交换离子相互作用，使大的有机离子进入土板层间，覆盖在粘土级粒子粘土表面，形成稳定的有机产品。有机膨润土有湿式和干式两种制法。湿式制法是以水为分散介质，将膨润土先制成浆液，再与季铵盐进行反应。具体操作步骤如下： 去除膨润土中的杂质，制成土浆液，一般固含量为10～20％。 将土浆液进行高速剪切分散，使粒度达到粘土级。 使土浆液与季铵盐反应。 从浆液中分离出有机土，进行洗涤。 在温度<50℃的条件下，使有机土干燥。 干式制法是一种操作简单、生产效益高的新方法。制备时将粘土和适量的季铵盐（占粘土的15～55％）充分混合，在无水和高于季铵盐熔点的温度下反应５～30min。反应完毕，经研磨、过筛、得200目的干态物。它可作为油井钻探液的增稠剂。 （2）锂基膨润士 目前，能在有机溶剂中溶胀和形成胶体的材料较少。而锂基膨润土能够在有机溶剂中溶胀成胶，但我国迄今尚未发现天然锂膨润土。通过对贮量丰富、生产量大的钙膨润土进行简单的改性处理，可得到锂膨润土。在钙膨润土—体系中加入锂盐（如碳酸锂），使锂离子取代钙离子并达到饱和，即可使钙膨润土变为锂膨润土，达到改性的目的。这种改性过程可表示为： 膨润土 - Ca＋Li2CO3 →膨润土 - Li＋CaCO3 将一定粒度原料膨润土和碳酸锂，混匀后加入适量水（水/土 = 4.4～4.8），室温下搅拌反应一定时间后，取出产物烘干、粉碎即得产品。 （3）钠基膨润土 一般地讲，钠基膨润土比钙基膨润土的性能优越。主要表现在：钠基膨润土吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大，最大吸水量为其体积８～15倍，膨胀倍数从几倍到30余倍，阳离子交换量高，在水中分散性好，胶质价高，并且悬浮性、触变性、热稳定性、粘接性、可塑性较好，吸水强度、干压强度、热湿拉强度也较高。所以，钠基膨润土比钙基膨润上经济价值高，工业上常将钙土钠化制备钠土。 膨润土的钠化反应，需要在水及一定温度下才能进行。实现这种钠化反应的途径很多，目前已知的途径有悬浮液法、堆场钠化法、轮辗钠化法、挤压钠化法、双螺旋钠化法等。在涂料生产中常采用悬浮钠化法，此法是在钙基膨润土中加入钠盐改性剂，配制成浆，然后进行搅拌或陈化处理。
超声波技术改性膨润土及其应用
超声波技术改性膨润土及其应用 周 艳,陈勇军,贾德民 (华南理工大学材料学院,广东广州 510640) 摘要:采用超声波技术对膨润土进行有机改性,研究不同的超声波工艺条件对改性结果的影响;将改性膨润土与NBR胶乳共沉制得纳米复合材料,并对其结构与性能进行探讨。试验结果表明,650W×30min超声波辐射条件是一个较好的工艺条件;制得的复合材料为插层型纳米复合材料,其物理性能较NBR有所提高。 关键词:超声波;膨润土;NBR胶乳;有机改性 中图分类号:TQ330138+3;TQ33317 文献标识码:B 文章编号:10002890X(2002)1120658204 目前聚合物2膨润土纳米复合材料因其优良的性能正日益受到人们的重视。由于膨润土表面具有亲水性,将其与高分子材料直接复合时两相的界面相容性很差,无机粒子在有机相中的分散不理想,容易聚集成团,影响复合材料的性能。为了使纳米微粒能长期稳定地存在,有机2无机相间应具有较强的相互作用,这样才能较好地利用有机基质来阻止无机纳米微粒的团聚,因此有必要对膨润土表面进行有机改性处理。利用膨润土层间阳离子的可交换性以及片层的可膨润性,可将长碳链有机季铵盐置换到层间得到有机化膨润土。有机基团的引入使无机相和有机聚合物界面的粘合性能提高。 超声波作为一种新的技术在化学反应中得到了越来越广泛的应用,对许多有机反应有明显的加速作用[1,2],并且具有时间短、效率高、耗能小等优点。本工作将超声波技术应用于长碳链季铵盐对膨润土的有机改性反应中,研究了不同工艺条件下的改性结果;同时将有机改性膨润土与NBR胶乳共沉得到插层型纳米复合材料,并研究了其结构与性能的关系。 1 实验 111 原材料 十六烷基三甲基氯化铵(以下简称C16),活 作者简介:周艳(19752),女,湖北当阳人,华南理工大学在读博士研究生,主要从事高分子材料的合成、制备与改性工作。性物质量分数为0170,工业品,广州新图精细化工有限公司产品;NBR胶乳,固形物质量分数为0120,兰州化学工业公司合成橡胶厂产品;膨润土,800目,南海市非金属开发公司产品。 112 基本配方 NBR 100;硬脂酸 2;氧化锌 4;促进剂CZ 114;促进剂DM 014;硫黄 115。 113 试验设备与仪器 J Y922Ⅱ超声波细胞粉碎机,频率为20～25 kHz,上海新芝生物研究所产品;D max2Ⅲ型X射线 衍射仪,管电压为30kV,铜钾α射线,扫描速度为5°?min-1,测试范围为2～60°,步长为0102°,日本理学公司产品;HITACHI S2550扫描电子显微镜(SEM),加速电压为25kV,日本日立公司产品。 114 试样制备 (1)超声波改性膨润土 先将40g膨润土分散于800mL蒸馏水中,再将一定量C16溶于热蒸馏水后加入膨润土悬浮液中,用一定功率超声波处理一段时间。过滤反应液,蒸馏水洗涤有机化膨润土至滤液不含氯离子(滴加011mol?L-1硝酸银无白色沉淀生成)。 (2)改性膨润土/NBR纳米复合材料的制备 先将一定量的NBR胶乳稀释到质量分数为0110,再将有机改性膨润土分散于蒸馏水中,两者混合,并加入少许乳液稳定剂,于50℃下搅拌4 h。反应完成后用质量分数为0115的氯化钙溶液破乳,洗涤,先自然风干,再于60℃下真空烘干。
膨润土
1 饱和膨润土及其与砂混合物的压缩变形特性 [期刊论文] 《岩土力学》ISTIC EI PKU -2009年11期孙文静，孙德安，孟德林，SUN Wen-jing，SUN De-an，MENG De-lin 对用不同制样方法得到的饱和膨润土及其与砂混合物进行了压缩试验.试验结果表明,饱和膨润土的压缩曲线呈双线性,不同于普通黏土的压缩曲线.压缩试验中量测了侧向应力,由此得到的饱和膨润土的静止侧向压力系数值较一般黏... 关键词：饱和膨润土膨润土与砂混合物压缩曲线侧向应力浸水膨胀试验骨架孔隙比 saturated bentonite sand-bentonite mixtures compression curve lateral stress swelling test skeleton void ratio 查看全文 - 下载全文 - 导出 - 引用通知 2 钠基膨润土防水毯在国贸三期地下工程中的应用 [期刊论文] 《中国建筑防水》-2007年3期周竞天，Zhou Jingtian 介绍了钠基膨润土防水毯在北京国贸三期地下防水工程中的施工工艺,并对工程各构造部位的防水设计方案及质量监控要点作了阐述. 关键词：地下工程钠基膨润土防水毯底板桩头膨润土密封膏膨润土防水粉 查看全文 - 下载全文 - 导出 - 引用通知 3 地下工程使用的膨润土防水技术新发展(被引用 8 次) [期刊论文] 《水利水电科技进展》ISTIC PKU -2002年4期鞠建英 简要介绍国内外用膨润土(天然纳米材料)作为防水材料的技术发展概况.重点介绍膨润土毯、膨润土板的应用技术及其优点、特性.这些产品已在国内外大量使用,并已代替或可能代替地下工程防水的其他材料. 关键词：膨润土蒙脱石天然纳米材料膨润土板膨润土毯止水条 查看全文 - 下载全文 - 导出 - 引用通知 4 天然钠基膨润土在防水工程上的应用鉴别 [会议论文] 张启凤，高嵩，2006 - 2006中国防水工程技术论坛 笔者通过本文旨在以简捷、有效的方法,告知用户如何鉴别地应用"天然钠基膨润土"于地铁、隧道、垃圾填埋场、高层建筑地下、人工湖等防渗工程上,以便为用户节约人力、物力、财力,确保防渗工程达到"百年大计,质量第一"。 关键词：天然钠基膨润土防水工程膨润土防水毯人工改性钠化膨润土防渗工程 导出 5 两种膨润土的土-水特征曲线 [期刊论文] 《岩土力学》ISTIC EI PKU -2011年4期孙德安，孟德林，孙文静，刘月妙，SUN De-an，MENG De-lin，SUN Wen-jing，LIU Yue-miao 用滤纸法和压力板法对Kunigel-V1和高庙子两种膨润土进行试验研究,量测不同孔隙比情况下的土-水特征曲线,研究土-水特征曲线与孔隙比之间的关系以及两种膨润土的土-水特性.试验结果表明:用吸力与含水率的关系表示土-水特... 关键词：Kunigel-V1膨润土高庙子膨润土土-水特征曲线滤纸法高放废物 查看全文 - 下载全文 - 导出 - 引用通知 6 膨润土的改性及在废水处理中的应用研究进展(被引用 3 次) [期刊论文] 《水处理技术》ISTIC PKU -2009年5期晏得珍，何玉凤，王艳，王荣民，Yan Dezhen，He Yufeng，Wang Yan，Wang Rongmin 介绍了膨润土的结构与基本性质,探讨了近年来对膨润土的活化、有机改性、无机改性,及无机/有机复合改性方法,以及改性膨润土在含重金属离子废水、有机废水及含磷废水中的应用研究进展,并指出目前膨润土在环境应用中存在的问...
【CN110182819A】一种改性膨润土及其改性方法和应用【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910379685.8 (22)申请日 2019.05.08 (71)申请人 东南大学 地址 211102 江苏省南京市江宁区东南大 学路2号 (72)发明人 杨玉玲 杜延军 刘松玉 范日东 刘志彬 王菲 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 柏尚春 (51)Int.Cl. C01B 33/40(2006.01) (54)发明名称一种改性膨润土及其改性方法和应用(57)摘要本发明公开了一种改性膨润土及其改性方法和应用，所述改性膨润土包括无机磷基聚合物、柠檬酸和膨润土母土；其中无机磷基聚合物是六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或焦磷酸钠中的一种或多种的混合物；其改性方法采用制浆干燥法，步骤包括柠檬酸及磷基聚合物溶液配置、柠檬酸预改性膨润土制备、磷基聚合物协同柠檬酸改性膨润土浆液制备和养护、干燥与研磨。本发明所提供的改性膨润土可应用于阻断强碱性渗滤液运移的水平阻隔屏障和竖向阻隔屏障中，可保障阻隔屏障的良好防渗性能和抗化学腐蚀性能，同时具备调控污染液碱性的功能，可大范围推广应用于强碱性工业废渣堆场渗滤液的污染风险防 控措施中。权利要求书1页 说明书9页 附图1页CN 110182819 A 2019.08.30 C N 110182819 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110182819 A 1.一种改性膨润土，其特征在于：该改性膨润土包括无机磷基聚合物、有机弱酸柠檬酸和膨润土母土。 2.如权利要求1所述的一种改性膨润土，其特征在于：所述的无机磷基聚合物是六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或者焦磷酸钠中的一种或多种的混合物。 3.如权利要求1所述的一种改性膨润土，其特征在于：所述的无机磷基聚合物的质量为膨润土母土质量的1％～15％，有机弱酸柠檬酸的质量为膨润土母土质量的1‰～1％。 4.一种如权利要求1～3任一权利要求所述的改性膨润土的改性方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： 1)配制有机弱酸柠檬酸溶液和无机磷基聚合物溶液； 2)柠檬酸预改性膨润土制备：以有机弱酸柠檬酸干重与膨润土母土干重比为1‰～1％的配比，将有机弱酸柠檬酸溶液与膨润土母土进行混合搅拌制得混合浆料，混合浆料静置后烘干，得到柠檬酸预改性膨润土； 3)无机磷基聚合物协同柠檬酸改性膨润土浆液制备与养护：根据无机磷基聚合物干重与膨润土干重比为1％～15％的比例规格，将柠檬酸预改性膨润土与无机磷基聚合物溶液充分混合，得到改性泥浆； 4)干燥与研磨：将改性泥浆烘干、研磨即得改性膨润土。 5.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法，其特征在于：步骤1)所述的配制有机弱酸柠檬酸溶液，是将有机弱酸柠檬酸充分溶于去离子水中，制备1～2mol/L柠檬酸标准储备液，用去离子水对该储备液进行稀释，得到pH≥3.5、浓度为0.1g/L～0.8g/L的有机弱酸柠檬酸溶液；所述的配制无机磷基聚合物溶液是指将无机磷基聚合物固体药剂溶于去离子水中，制备20g/L～40g/L的无机磷基聚合物溶液。 6.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法，其特征在于：步骤2)所述的将有机弱酸柠檬酸溶液与膨润土母土进行混合搅拌制得混合浆料中，搅拌的温度为20～60℃，搅拌的时长为2～6h。 7.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法，其特征在于：步骤2)所述的混合浆料静置后烘干中，静置时长为12h～24h，烘干是指置于20℃～105℃烘箱中烘干。 8.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法，其特征在于：步骤3)所述的将柠檬酸预改性膨润土与无机磷基聚合物溶液充分混合中，混合温度为20～60℃，时长为12h～24h。 9.如权利要求4所述的一种改性膨润土的改性方法，其特征在于：步骤4)所述的将改性泥浆烘干、研磨即得改性膨润土，是指将改性泥浆置于20℃～105℃的烘箱中进行烘干处理至恒重，研磨后过10目～200目标准筛，制得改性膨润土。 10.一种如权利要求1～3任一权利要求所述的改性膨润土的应用，其特征在于：该改性膨润土应用于强碱性工业废渣堆场水平阻隔屏障和竖向阻隔屏障中。 2
膨润土的性能及用途
膨润土的性能及用途文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
学年论文 学 院 化学化工 专 业 化学教育 年 级 2011级 姓 名 刘 新 河 论文题目 膨润土的性能及用途 指导教师 李玉玲 职称 副教授 成 绩 良好 2013 年 12月10 日
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膨润土的性能及用途 姓名：刘新河学号：20115051111 院系：化学与化工学院专业：化学教育 指导老师：李玉玲职称：副教授摘要：膨润土由于有良好的物理化学性能，素有“万能”粘土之称，可做粘结剂、悬浮剂、稳定剂、脱色剂等，广泛用于食品、化工、石油等行业。本文根据膨润土的性能对其用途展开阐述。 关键词：膨润土;性能;用途 Abstract:Bentonite with good physical and chemical properties, known as the " universal " clay said, as a binder, suspending agent, stabilizer, decolorizing agent, widely used in food, chemical, oil and other industries. According to the properties of bentonite its application to launch the elaboration. Key words: bentonite;performance ;uses 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较 好的离子交换性。国外已在工农业生产24领域100多个部门中应 用，有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。 1膨润土概述
论文浅谈膨润土在铝型材生产含铬废水处理中的研究进展
浅谈膨润土在铝型材生产含铬废水处理中 的研究进展 王刚 ,普云波 （云南三元德隆铝业有限公司, 云南曲靖 655000） [摘要]：含铬废水对环境有很大污染，而且六价铬有剧毒，利用廉价的吸附剂处理含铬废水，既经济又环保。膨润土是一种天然的吸附剂，表面积大，吸附性能好并且具有很好的再生性能。文章分析了膨润土吸附含铬废水中铬的原理和改性膨润土在含铬废水中的研究进展。[关键词]：含铬废水；膨润土； Research Progress on Bentonite in aluminum production of chromium in wastewater treatment Wang Gang, Pu Y un-bo （Yunnan Sanyuan Delong Aluminum Co. Ltd. Yunnan Qujing 655000）[Abstract]:Chromium containing wastewater has much pollution to the environment, and six chromium are highly toxic, using cheap adsorbent in treatment of wastewater containing chromium, both economic and environmental protection. Bentonite is a kind of natural adsorbent, large surface area, adsorption performance is good and has good regeneration performance. This paper analyzes the research progress of principles of bentonite adsorption of chromium in the wastewater and modified bentonite in wastewater of chromium. [Key words]:wastewater containing chromium;Bentonite;
膨润土的性能及用途
学院化学化工 专业化学教育 年级2011级 姓名刘新河 论文题目膨润土的性能及用途 指导教师李玉玲职称副教授成绩良好 2013 年 12月10日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1．膨润土概述 (1) 2．膨润土的性能 (2) 3. 膨润土的用途 (2) 3.1 作为过滤剂在果汁澄清中的作用 (2) 3.2 在催化剂及其载体方面的应用 (2) 3.3 在食品包装材料方面的应用 (3) 3.4 作为饲料添加剂的应用 (3) 3.5 在葡萄酒酿制过程中的应用 (3) 4. 结语 (3) 参考文献： (4)
膨润土的性能及用途 姓名：刘新河学号：20115051111 院系：化学与化工学院专业：化学教育 指导老师：李玉玲职称：副教授 摘要：膨润土由于有良好的物理化学性能，素有“万能”粘土之称，可做粘结剂、悬浮剂、稳定剂、脱色剂等，广泛用于食品、化工、石油等行业。本文根据膨润土的性能对其用途展开阐述。 关键词：膨润土;性能;用途 Abstract:Bentonite with good physical and chemical properties, known as the " universal " clay said, as a binder, suspending agent, stabilizer, decolorizing agent, widely used in food, chemical, oil and other industries. According to the properties of bentonite its application to launch the elaboration. Key words:bentonite;performance ;uses 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24领域100多个部门中应用，有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。 1膨润土概述 膨润土是由河、海中的单细胞低等水生植物硅藻的遗骸经过几百万年的沉积矿化作用而形成的生物矿物材料。由于其生物成因，具有独特的有序排列微孔结构、孔隙率高、孔体积大、质量轻、堆积密度小、比表面积大、导热系数低吸附性强、活性好等优点，并且其分布广泛，价格低廉。特别是膨润土颗粒壁上的天然多级有序的微孔结构，使其在作为聚合物材料、助滤剂、吸附剂、催化载体、表面活性剂以及色谱固定相或载体等方面有很高的应用价值。 2膨润土的性能
膨润土有机改性工艺研究
第27卷第2期2009年6月 河北建筑工程学院学报 JOU RNA L OF HEBEI INSTITU TE OF ARC HITEC TURE AND C IVIL ENGINEERIN G Vol 27No 2June 2009 收稿日期:20081219 作者简介:男,1979年,助工,张家口市,075000 膨润土有机改性工艺研究 安志军1 刘宏波2 李 丹2 赵文娟2 1 张北县华建工程有限责任公司; 2 河北建筑工程学院 摘 要 以新疆托克逊柯尔碱矿区天然钙基土为原料,从原土的结构性能入手直接利用十六烷基三甲基溴化铵作为有机包覆剂来制备有机膨润土.通过对产物的差热分析及粒度、亲疏水性能的测定,探索了有机膨润土制备的影响因素. 关键词 膨润土;有机改性;有机插层膨润土 中图分类号 TU5 0 引言 膨润土是指主要有蒙脱石组成的一种粘土岩,依据其所含蒙脱石主要交换阳离子种类的不同,膨润土可划分为钠基(碱性土)、钙基(碱土型土)、镁基、锂基及氢基膨润土(活性白土)和人工改性的有机质膨润土.我国膨润土资源丰富,且各种类型的膨润土都有,但到目前为止,全国开采利用量还是很低,而价格昂贵的高技术含量膨润土仍以进口为主.有机膨润土石膨润土高层次开发利用的一个方面,是膨润土改性的深加工产品.因为膨润土有许多优点:不溶解于有机溶剂中,但可形成触变性凝胶体;具有亲油疏水性,抗稀酸和碱性,防水和热稳定等性能,能耐150 ~175 高温,因此它能被广泛的应用于各生产和生活领域.有机膨润土的制备一般油湿法、干法和凝胶法3种.通常都是对先对钙基膨润土进行提纯和钠化改型处理后采用不同工艺制成有机膨润土.研究表明,用纯钠基膨润土制备的有机膨润土并不理想,原土中的钠和钙离子有一定的比例,即少量的钠离子被钙离子置换,才能达到最大的膨胀倍数和最快的水合速度.试验证明,钙基膨润土未经钠化处理也可以制备出较好的有机膨润土.在此研究基础上,本文利用新疆托克逊柯尔碱地区的钙基膨润土直接进行有机改性得到有机膨润土,并对制备影响因素进行了分析研究. 1 试验部分 1 1 本试验所用膨润土原料取自新疆托克逊柯尔碱矿区,其主要特点 (1)样品呈灰白色,具土状光泽,有滑腻感,松散如土,有很好的粘结性,干燥后裂成块,其化学成分分析数据如下(%): Mg O,1 45;CaO,3 12;M nO,0 076;Na 2O,1 72;K 2O,2 00;Fe 2O 3,4 94;AL 2O 3,14 64;SiO 2,53 63;烧失量,13 25. (2)将样品制浆发现柯尔碱地区膨润土在水介质中颗粒分散均匀,有很好的悬浮性,吸水量大,吸水膨胀倍数高,亦有很好的润滑性,矿将PH 值约为9. (3)样品膨胀容测定值为20ml/g ,胶质价为195m l/15g. 综合以上三方面的分析可知样品用柯尔碱地区膨润土具有良好的理化性能,尤其是其悬浮性,膨胀容,胶质价都超过一般钙基土.基于样品的优良品质,本试验就直接进行有机改性. 1 2 试验原理 蒙脱石是一种2 1型(即两层硅氧四面体夹一层八面体层)的二八面体层状结构硅酸盐,其结构层间以弱的库仑力结合,使其不仅具有很大表面积而且具备较高的阳离子交换容量和良好的吸附性能.但由于其表面结构极强的吸水性及层间离子的水解,这些特性只能在极性较强的介质如水中才能表现出来.利用有机阳离子置换蒙脱石中可交换的阳离子(如Na +等),使其覆盖于蒙脱石表面,从而堵塞水的
膨润土的改性及其应用
膨润土的改性及其应用 作者：刘阳， 汪永清， 陈虎， 郑乃章 作者单位：景德镇陶瓷学院材料工程系, 刊名： 中国陶瓷工业 英文刊名：CHINA CERAMIC INDUSTRY 年，卷(期)：2001,8(2) 被引用次数：46次 参考文献(22条) 1.马福善;秦永宁铝硅酸盐溶液改变蒙脱石端面电荷性质研究 1997 2.沈学优;唐欣;等改性膨润土对水中苯胺光化学降解的催化作用研究 1997(01) 3.黎铉海;黄祖强膨润土酸活化工艺的试验研究[期刊论文]-化工矿物与加工 2000(10) 4.王连军;黄中华膨润土的改性研究[期刊论文]-工业水处理 1999(01) 5.杨有学我国膨润土及其无机产品 1997 6.彭树文;赵振民;等膨润土对SBR无促进剂硫磺硫化的影响 1998(03) 7.于乾膨润土在水性涂料中的应用 1997 8.赵东源天然蒙脱土对印染废水吸附的研究 1997(05) 9.王丽萍;洪广言无机-有机纳米复合材料 1997(04) 10.彭树文;赵振民;等改性膨润土在丁苯橡胶中的应用 1997(02) 11.彭树文;赵振民改性膨润土在NR胶料中的应用 1997(08) 12.Keeran R.Srinivasan;H.Scott Fogler Use of inorgano - organo - clays in the removal priority pollutants from industrial wastewaters:Adsorption of benzo(a) pyrene and chlorophenols,clays and clay minerals 1990(03) 13.Keeran R.Srinivasan;H.Scott Fogler Use of inorgano-organo-clays in the removal priority pollutants from industrial wastewaters:structural aspects,clays and clay minerals 1990(03) 14.张宁;赵剑英改性膨润土处理含镍废水的研究 1996(04) 15.冯金城膨润土的开发利用 16.章永化;龚克成可聚合性季铵盐-膨润土嵌入复合物的制备 1998(01) 17.朱利中;张淳;等有机膨润土吸附苯酚的性能及其在水处理中的应用初探 1994(05) 18.郭瓦力;张德金;等有机膨润土的制备 19.朱利中;戚群;等有机膨润土吸附苯胺的性能及其在水处理中的应用 1994(06) 20.杨家淳有机膨润土的制造与应用 1997(01) 21.于桂香;张德金膨润土及其开发利用 1994(02) 22.华南工学院陶瓷工艺 1997 引证文献(46条) 1.穆锐.邓爱民乳液共聚法制备膨润土无机凝胶改性丙烯酸酯聚合物[期刊论文]-化学与黏合 2010(6) 2.刘玲.卢志洪有机改性伊利石对水溶液中苯酚的吸附[期刊论文]-肇庆学院学报 2009(5) 3.陆伟东.周家观有机改性膨润土的制备及甲基橙废水脱色工艺研究[期刊论文]-韶关学院学报 2009(12) 4.朱霞萍.白德奎.李锡坤.曾江萍.曹三勇镉在蒙脱石等粘土矿物上的吸附行为研究[期刊论文]-岩石矿物学杂志
膨润土
毕业论文：他不就改性膨润土处理工业废水最适宜条件 龙岩学院 毕业论文 题目：探究改性膨润土处理工业废水的最适宜条件 二0一四年五月二十八
目录 1 引言 (2) 2 主要仪器及试剂 (3) 2.1 仪器 (3) 2.2 药品 (3) 3 实验 (3) 3.1 预处理 (3) 3.1.1 膨润土精致 (4) 3.1.2 膨润土钠化 (4) 3.1.3 膨润土有机化 (4) 3.2 实验准备 (4) 3.2.1 精制膨润土成分分析 (4) 3.2.2 钠化膨润土成分分析 (4) 3.3 刚果红溶液浓度对吸光度标准曲线 (5) 3.4 探究最适宜条件 (5) 3.4.1 染料浓度对膨润土处理效果的影响 (5) 3.4.2 反应时间对膨润土处理效果的影响 (6) 3.4.3 反应温度对膨润土处理效果的影响 (7) 3.4.4 膨润土用量对处理效果的影响 (8) 3.4.5 溶液Ph值对膨润土处理效果影响 (9) 3.4.6 精致、钠化、有机改性膨润土的吸附性能比较 (9) 4. 结论 (10) 5. 展望 (10)
探究改性膨润土处理工业废水的最适宜条件 探究刚果红染料废水吸附效果 化学与材料学院应用化学 2008062144 郑梅春 指导老师：钟春龙 摘要：本次试验采用福建武平所产的铝基膨润土为原料，经过精致，钠化，有机化等步骤对原土进行改性得到改性有机膨润土，然后通过控制变量法以刚果红染料为例探究改性膨润土处理工业废水的最适宜条件，本次探究的项目包括废水中染料浓度、膨润土用量，以及反应的时间，温度Ph等。 关键词：控制变量法；氟化钠；十四烷基三甲基溴化铵。 Exploring the optimum conditions of modified bentonite industrial wastewater treatment Abstract:This experiment adopts aluminum produced by fujian wuping bentonite as raw material, through delicate, sodium, such as organic steps on the original soil get modified organic bentonite was modified, and then through the control variable method to Congo red dye modified bentonite as an example to explore the optimum conditions of industrial wastewater treatment, the exploring project including dye concentration in the wastewater, the dosage of bentonite, and the reaction time, temperature, Ph, etc.： Keywords：Control variable method; Sodium fluoride; Fourteen alkyl trimethyl ammonium bromide 1引言 全球可再生淡水资源每年为42．7万亿m3 ，而人类每年的用水量约为4万亿m3，虽说水资源短缺是相对的，但引起水资源短缺的主要原因其实是人类自己造成的。主要是工业污染带来的，以致于实际可供人类饮用的健康的水就极少了。 水污染的原因有两种：一是自然的，一是人为的。由于雨水对各种矿石的溶解作用所产生的天然矿毒水，火山爆发和干旱地区的风蚀作用所产生的大量灰尘落到水体而引起的水污染，这些属于自然污染。而向水体排放大量未经处理的工业废水、生活污水和各种废弃物，造成水质恶化，这属于人为污染。 长期以来，我国经济增长方式粗放，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益，使企业生产经营缺乏节能降耗的动力，区域经济发展和区域环境容量不相适应，流域产业结构和布局的不合理是导致流域性水污染的直接原因。 然而长久以来，我国各项生产生活活动基本上走的是“先污染后治理、先破坏后恢复”的路子，这种以牺牲环境质量为代价的急功近利的生产生活模式客观上严重破坏了生态环境，有悖于自然生态环境的良性循环。 针对我国水资源问题的具体情况，今后关于水资源问题的解决途径可归结为两点：一是治污，二是节水。 如何合理处理工业生产中产生的废水的问题已经迫在眉睫。传统的方法主要包含物理法，
膨润土的改性及其应用
膨润土的改性及其应用 摘要：膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿，具有膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等特性，因从广泛用于各个工业领域。但由于膨润土的多重性质，使其在实际应用中受到多重限制，且不能达到很好的效果。所以，为了提高膨润土的使用价值及其效率，应该对膨润土进行改性，以提高其价值。膨润土具有很高的科研价值，对各种领域都有极其重要的作用。国内外已在工农业生产24领域100多个部门中应用，有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。我国膨润土的储量世界第一位，种类齐全，分布广，遍布26个省市，产量和出口均居世界前列。因此，膨润土的发展和研究对我国具有极其重要的意义。 关键词：膨润土；改性；意义；应用；前景 Abstract：The bentonite is mainly to montmorillonite aqueous clay mineral, with swelling, adhesion, adsorption, catalysis, thixotropy, suspension and cation exchange properties, widely used in various industrial fields from. But as a result of bentonite multiple nature of the constraints, so that in the practical application subject to multiple constraints, and can achieve good results. Therefore, in order to improve bentonite use value and efficiency, to bentonite should be modified, to enhance its value. Bentonite has very high research value, to the various fields have extremely important role. At home and abroad has been in production of industry and agriculture24areas more than 100 departments in the application, there are more than 300products, so people called the "universal soil". China's Bentonite reserves are the world the first, variety complete, widely distributed, in 26 provinces and cities, and export crop all occupy world front row. Therefore, bentonite on the development and research to our country has very important significance. Keywords：Bentonite; Mdification; Sgnificance;Aplication;Prospect