防治污染,保护水环境是世界各国的一项基本国策。但是对于众多污染物,人们尚无一个完善的综合治理方案。为此,相关新方法和新型吸附剂的开发、研制与利用,就成了重要的研究课题。 本论文根据锰元素和天然锰矿的特性,以提高天然锰矿的界面吸附能力、增强其环境属性为目标,试验研究了几种对天然锰矿改性的方法,并研究了改性锰矿对模拟废水中几种单一有机染料分子的吸附特性。实验中主要以甲基橙作为模拟污染物,通过静态吸附实验测定对甲基橙的去除率来评价改性效果。论文的主要研究内容和得到的主要结论如下: (1)研究了硫酸改性法及其影响因素。结果表明,利用硫酸浸溶作用能提高天然锰矿的表面吸附能力,随硫酸浓度的增加改性锰矿对甲基橙的去除率提高;天然锰矿经硫酸浸溶后再用高锰酸钾氧化能进一步提高其表面吸附能力,在硫酸浓度一定的条件下随高锰酸钾用量的增加改性锰矿对甲基橙的去除率也逐渐提高。 (2)在对硫酸改性法研究的基础上,重点研究了水合肼改性法。结果表明,利用水合肼的还原溶解作用和高锰酸钾的氧化沉积作用来实现对天然锰矿的活化更新,能明显提高天然锰矿的吸附能力。在实验条件下对甲基橙的去除率随水合肼用量的增加、高锰酸钾用量的增加和反应温度的升高而增大。经该方法改性得到的锰矿对甲基橙的去除率可以达到98.1%。 (3)利用草酸的络合与还原溶解作用结合高锰酸钾的氧化沉积作用实现是提高天然锰矿界面吸附能力的另一种途径。结果显示,在酸性介质中草酸才能起到改性作用,在实验条件下对甲基橙的去除率与硫酸浓度、草酸用量、反应温度、反应时间和高锰酸钾用量成正相关关系。该方法所得改性锰矿对甲基橙的去除率可达到88.9%。 (4)利用柠檬酸的络合溶解作用结合高锰酸钾的氧化沉积作用也是提高天然锰矿界面吸附能力的有效方法。结果证明,硫酸浓度对改性效果影响不大,在实验条件下对甲基橙的去除率与柠檬酸用量、反应温度和高锰酸钾用量成正相关关系。 (5)用XRD、TEM、IR、BET等仪器对改性锰矿进行了初步表征。测定结果证明,所得改性锰矿含有少量的新生态δ-MnO2,改性锰矿为准球形的颗粒,粒径约