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膨潤土基復合材料在廢水處理中的應用

膨潤土基復合材料在廢水處理中的應用大的比表面積、良好的吸附性能和突出的陽離子交換能力等優點為膨潤土在污水處理中的應用奠定了基礎。膨潤土及膨潤土基復合材料用于污水處理吸附劑具有制備方法簡單、去除效果好、化學穩定性高、可再生等優點。因此,開發新型膨潤土基復合材料并將其應用于廢水處理對提高膨潤土應用價值,減少廢水排放,和打贏“藍天保衛戰”具有十分重要的意義。



膨潤土因具有離子交換性和表面硅氧基和鋁氧基等可以吸附重金屬離子,還可以通過活化、改性或者與其他材料復合等方法進一步提高其吸附性能。新型膨潤土基復合材料不僅能為重金屬的吸附提供更多的吸附位點,增強重金屬吸附性能,而且能實現負載污染物吸附劑的簡易固液分離。


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最新研究進展:


Mohammed采用包覆Fe3O4磁鐵礦納米粒子的天然膨潤土作為吸附劑,從污染水中分離Cu2+,結果表明,試驗數據符合Langmuir模型,當pH值為6,吸附劑用量為0.5g,最大吸附量可達到46.948mg/g,該復合材料不僅具有較強的吸附性能,而且便于固液分離。


王世威研究了聚多巴胺改性膨潤土(PDA-Bentonite)和4-氨基吡啶改性膨潤土(4-AP-Bentonite)對U(VI)的吸附行為,研究發現:PDA-Bentonite對U(VI)吸附為自發吸熱的單層化學吸附,U(VI)的去除率高達93.56%;4-AP-Bentonite對U(VI)吸附也為自發吸熱的化學吸附,U(VI)最大吸附容量高達136.43mg/g。


Wang等采用磁性膨潤土-殼聚糖混合珠(BN-CTS)對水中銫離子(Cs+)進行了混合吸附試驗,研究發現該膨潤土-殼聚糖微球的最大吸附容量為57.1mg/g,吸附原理為離子交換,Cs+與BN-CTS微球中復合的膨潤土層間的離子進行交換,達到吸附去除水中Cs+的目的,此外該微球且具有良好的選擇性。用MgCl2溶液處理微球,定量解吸Cs+,可使吸附劑循環使用。


張曉濤等人以天然高分子材料木質纖維素和硅酸鹽礦物蒙脫石為原料,采用插層復合反應將蒙脫石與木質纖維素復合,制備出一種新型吸附劑木質纖維素/蒙脫土納米復合材料(LNC/MMT)。LNC/MMT復合材料在初始濃度為0.005mol/L的Cd2+溶液、pH值為5.6、溫度為55℃、吸附時間為80min的條件下,吸附容量可達到最大值118.45mg/g,吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型,吸附方式主要為單分子層化學吸附。


Fu等人合成了一種環保型的玉米芯生物炭基蒙脫土復合材料(CC-mt),用于Pb(Ⅱ)和一種新型有機污染物(ATE)的單吸附和共吸附。在單一吸附體系中,CC-mt對Pb(Ⅱ)和ATE的最大平衡容量分別為139.78mg/g和86.86mg/g,相比蒙脫石或者玉米芯生物炭的單獨吸附效果有著顯著的提高。


李玉潔等人采用水熱振蕩法制備了膨潤土-殼聚糖復合吸附材料,從污染水中分離Cu2+,結果表明,試驗數據符合Langmuir和Freundlich模型,在Cu2+初始濃度為50mg/L、pH值為7、吸附溫度為30℃、接觸時間為15min的條件下,膨潤土-殼聚糖復合吸附劑對Cu2+的去除效率可達95%以上,吸附量可達到20.12mg/g。


劉相廷等人以膨潤土、聚乙烯醇(PVA)、殼聚糖(CS)為原料,采用超聲剝離-自組裝-冷凍干燥法制備了膨潤土納米片基水凝膠,之后進行的Pb2+離子吸附試驗結果表明,該凝膠吸附鉛離子的最佳pH值范圍為4~5,吸附過程較好的符合擬二級動力學方程和Langmuir等溫吸附模型,且吸附過程比較容易進行。


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