无机-有机改性蒙脱土及其在污水处理中的使用

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固然蒙脱土可操纵本身特征对水中污染物停止往除,但蒙脱土层间亲水性的无机离子使其对水中有机污染物的抉择吸附性较差。

目前次要操纵酸改性、外表改性和无机柱撑等手段进步蒙脱土对水中有机污染物的吸附才能,如酸处置蒙脱土有较大的比外表积和阳离子交换性能,常用于吸附阳离子型污染物;有机改性蒙脱土外表疏水,是疏水性有机物污染物优良的吸附素材;柱撑蒙脱土对无机污染物吸附性能优良。

但废水中往往含有多种有毒有害物量,单一改性蒙脱土在处置含多种污染物的废水时存在对某一物量吸附性能优良,而对其他有毒物量吸附性能较差的问题,有研究表白多种改性手段并用可有效进步蒙脱土对水中污染物的往除才能并提拔其反复操纵才能。

无机盐改性是通过蒙脱土(MMT)层间阳离子与一种或多种无机金属水合阳离子停止离子交换,水合阳离子平衡硅氧四面体上负电荷的同时,与层间溶剂配合感化使蒙脱土剥离分离为单晶片,进步MMT对水中污染物的吸附才能。

但无机盐改性蒙脱土仅对水中含氧阴离子表示出极大的亲和性,对磷酸根离子等并没有表示出特殊强的吸附才能,而有机外表活性剂改性蒙脱土能大幅改进蒙脱土对重金属的吸附抉择性,但会形成蒙脱土的孔隙构造障碍,使孔容和比外表积减小,倒霉于对污染物的吸附。

因而,研究者先用聚合金属阳离子插层蒙脱土,经煅烧后造成柱撑蒙脱土,再摘用外表活性剂或硅烷偶联剂停止二次改性造备无机-有机复合改性蒙脱土。

无机-有机复合改性次要以外表活性剂或者有机硅烷做为有机改性剂,以聚合羟基金属离子为无机柱撑剂,所得有机-无机复合改性蒙脱土同时含有有机和无机两品种型的活性基团,既有柱撑蒙脱土的机械构架和不变感化,又有机蒙脱土的疏水感化,具有较大的孔容和比外表积,在对重金属离子具有优良的吸附抉择性的同时,还可实现对有机污染物的协同吸附。

无机金属水合阳离子起首与蒙脱土层间阳离子停止离子交换,使蒙脱土剥离分离,后经焙烧构成层间距较大的无机柱撑蒙脱土,有机外表活性剂随之进进蒙脱土层间构成无机-有机改性蒙脱土。

RATHNAYAKE等以Ca-MMT为原料造备了Al柱撑十八烷基三甲基溴化铵复合改性MMT,Cr6+和双酚A吸附尝试表白吸附过程中Cr6+与Al柱撑金属聚阳离子和十八烷基三甲基铵盐之间存在静电感化,同时系统中存在FeO,可通过氧化复原反响使Cr6+复原为低毒的Cr3+,同时Cr3+吸附于双酚A外表从而降低对生命和情况的影响。

ZHU等摘用烷基氯硅烷改性Al13柱撑蒙脱石,造备无机-有机复合黏土(SPILCs)。SPILCs具有比未改性蒙脱石更高的有机碳含量,并含有比单一外表活性剂改性有机蒙脱石更大的比外表积、更高的疏水性和优良的孔构造,且热不变性更高。

QIN等摘用三种有机硅烷对Al13插层/铝柱撑蒙脱石停止外表改性,XRD和FTIR表白硅烷次要嫁接于蒙脱土层间铝柱外表。

ZHANG等摘用羧甲基壳聚糖对钠基蒙脱土停止改性,分子模仿表白羧甲基纤维素分离于蒙脱土的层间和外表,且羧甲基纤维素与蒙脱土外表构成了氢键和范德华力,水溶液中Pb(Ⅱ)和刚果红的吸附尝试表白羧甲基壳聚糖改性钠基蒙脱土比钠基蒙脱土和羧甲基壳聚糖有更高的吸附容量,羧甲基壳聚糖改性钠基蒙脱土对Pb(Ⅱ)和刚果红的吸附容量别离可达87.95mg/g和81.77mg/g。

ZERMANE等造备了铁外表活性剂改性钠基蒙脱石(Fe-SMPM),以差别pH下溶液中碱性黄28(BY28)和4-硝基苯酚(4-NP)的吸附往除情状对所造备素材的吸附性能停止评判,成果表白跟着pH的升高,BY28和4-NP的吸附容量均增大,同时在二元系统中BY28可加强4-NP在改性蒙脱土上的吸附。

BOUBERKA等造备了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性铬插层膨润土和铝插层膨润土,超醇黄4GL吸附尝试表白CTAB改性铬插层膨润土比CTAB改性铝插层膨润土具有更好的吸附性能,两者对超醇黄4GL的平衡吸附容量别离为142.85mg/g和128.20mg/g。THUE等以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对钠基蒙脱土停止改性,表征成果表白APTES胜利接枝于蒙脱土层间和外表且末端氨基(—NH2)的存在使蒙脱土的亲水性能更强。水溶液中酸性红1和酸性绿25的吸附尝试表白,APTES接枝蒙脱土吸附性能优良,对两者的更大吸附量别离为364.1和397mg/g。

张静等摘用静电纺丝连系溶液插层法造备了醋酸纤维素@壳聚糖改性钠基蒙脱土(CA@CS-MMT)复合纳米纤维,水溶液中Cr(Ⅲ)(50mg/L)的吸附尝试表白,在25℃,pH为5.5±0.1时,CA@CSMMT(0.2g/L)对水中Cr(Ⅲ)具有优良的吸附性能,拟合更大吸附量可达144.93mg/g。

也有研究者在交联壳聚糖存鄙人将Fe3O4和γ-Fe2O3负载于蒙脱土外表,提拔蒙脱土基吸附剂的收受接管再操纵才能。天然矿物外表带负电荷,而磁性纳米粒子(Fe3O4和γ-Fe2O3)在差别pH下闪现差别电荷,故磁性纳米粒子(Fe3O4和γ-Fe2O3)改性蒙脱土在酸碱情况中对污染物具有和好的吸附才能,且易于从溶液平分别。

AGNÈSBÉE等造备了γ-Fe2O3-壳聚糖-蒙脱土复合素材,对亚甲基蓝的吸附尝试表白在没有蒙脱土存鄙人,γ-Fe2O3-壳聚糖对亚甲基蓝的吸附才能在pH为8.5时到达更大,吸附容量可达82mg/g,此时吸附次要依靠γ-Fe2O3外表负电荷与亚甲基蓝正电荷间的吸引力,跟着pH的降低,γ-Fe2O3外表正电荷增加,γ-Fe2O3与壳聚糖的正电荷与亚甲基蓝的正电荷彼此排斥,亚甲基蓝的吸附率下降,而有蒙脱土存鄙人,蒙脱土外表的永久负电荷使γ-Fe2O3对阳离子染料亚甲基蓝的吸附pH范畴扩展,且对阴离子染料的甲基橙的吸附才能也大大增加。

COTTET等以FeCl3、FeSO4和蒙脱土造备了Fe3O4改性蒙脱土,Fe3O4外表的正电荷和蒙脱土外表的负电荷间的静电引力使Fe3O4平均分离在蒙脱土外表,吸附尝试表白,Fe3O4改性蒙脱土对溶液中的亚甲基蓝有优良的吸附才能,更大吸附容量可达71.12mg/g。

汤睿等以天然膨润土、FeCl3·6H2O、NH3·H2O、羧甲基纤维素(CMC)和壳聚糖(CS)造备了双有机润色的有机磁性膨润土(MB-CC),表征成果表白,磁性Fe3O4纳米粒子和羧甲基纤维素与壳聚糖构成的有机共聚膜胜利固定于膨润土;环丙沙星(CIP)和四环素(TC)的吸附尝试表白,在pH为5、温度为25℃时,MB-CC对CIP和TC的吸附容量别离为182mg/g和189mg/g,颠末5次轮回,MB-CC对CIP和TC的往除率仍然连结在90%以上。

材料来源:《刘正江,郭沙沙,张云婷,等.复合改性蒙脱土在污水处置中的利用研究停顿[J].精巧化工,2022,39(05):873-881+914》,由【粉体手艺网】编纂整理,转载请说明出处!

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