膨润土的机械力化学改性及其吸附性能研究

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1、硕士学位论文摘要膨润土主要矿物成分是蒙脱石，是含水的层状铝硅酸盐粘土矿物，资源丰富，具有良好的物理化学性能。很强的阳离子交换性能、很好的吸水膨胀性能以及分散性、悬浮性等。膨润土经过活化改性和有机改性后，与无机膨润土相比，性能得到改善，应用更为广泛。染料废水处理中，主要应用吸附法预处理和深度处理，活性炭和树脂等是常用的吸附剂，但其缺点是成本高，需要再生。天然膨润土具有很大的表面积，产生的巨大的表面能，使其具有较强的吸附能力。但是膨润土在水中具有膨胀性，分散悬浮性等特性，使其在废水处理中效果较差，尤其使固液分离速度

2、慢，对有机物的吸附能力差，直接影响其实际应用。因此在使用前须进行有机改性。通过对膨润土的有机改性，提高其对染料废水的处理效果。有机膨润土一般采用钠基膨润土与有机改性剂反应制备。目前，制备有机膨润土主要是以钠基膨润土为原料，以阳离子表面活性剂如季铵盐、烷基胺等为插层剂。然而，天然钠基膨润土的储量较少，阳离子表面活性剂的价格又较高，在制备中用量较大，一般达到7％－13％，这就给有机膨润土的工业使用带来一定影响。本文利用机械力化学效应，在对膨润土球磨的同时加入改性剂十六烷基三甲基溴化铵，对膨润土进行表面改性。在实验中

3、，通过x射线衍射，热重分析，扫描电镜对改性土进行初步的表征。在机械研磨的过程中，一定程度破坏了蒙脱石层与层之间的结构，使层间水和结构水脱出，颗粒表面积增大，表面能升高。加入有机改性剂后，改性剂与膨润土结合，使表面能迅速降低，团聚行为得到改善，有效降低了膨润土本身粒度，有机物与膨润土结合的同时减小了的重复吸水能力，增大了膨润土与有机物的相容性。通过对改性膨润土处理模拟染料废水性能的研究，讨论了改性剂用量、改性时间以及吸附时间、吸附剂用量对改性膨润土吸附性能的影响。在处理低浓度废水时，改性剂用量为0.1％的改性膨润

4、土吸附率达到50％左右。本文还就机械力化学改性的膨润土吸附模拟染料废水中甲基橙的吸附机理进行了初步探讨，发现改性膨润土吸附模拟染料废水中的甲基橙的动力学行为遵循Bangham速率方程和Langmuir速率方程所描述的规律。对拟和改性膨润土I摘要吸附模拟染料废水甲基橙的等温线方程的结果，有良好的线性关系，表明Langmuir方程和Freundlich方程都能很好的描述改性膨润土对甲基橙的吸附。机械力化学表面改性为机械力改性和化学改性同时进行，机械作用促进了有机改性剂的分散和土的结合，化学改性又保证了机械力改性的效

5、果，具有成本低，无污染，设备简单的优点。关键词机械力化学法改性吸附动力学方程等温方程II硕士学位论文ABSTRACTThemainmineralofbentoniteissmectites.Itisakindofclaymineralswithmoisture-bearinglayeraluminosilicate.Bentoniteresourcesareabundantintheworld.Withgoodphysicalchemistryattribute,bentonitehasstrongcation

6、icexchangeability,goodimbibitionsability,dispersibility,suspensionpropertyandsoon.Afteractivationandorganomodifying,comparingwithinorganicbentonite,organicbentoniteiswidelyusedinotherfields.Generally,organicbentonitecomesoutfromthereactionbetweensodiumbenton

7、iteandorganicmodifyingagent.Atthepresenttime,toproduceorganicbentonite,wemainlyusesodiumbentoniteasrawmaterial,andusecationicsurfactantsassomethingthatdealswithlayersuchasquaternaryammoniumsalt,alkylamine.However,lessstorageofnaturesodiumbentonite,addinghigh

8、priceandhighuselevelofcationicsurfactants(generally7％－13％)willinfluenceindustryorganicsoilutility.Duringdyingwastewatertreatment,wemainlyuseadsorptiontreatmentandpolishprocesstreatment.Itistruet