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针对目前污水处理剂成本较高、制备工艺繁杂、处理效果较差,使净化水难达到排放标准的缺陷,本文拟结合膨润土高比表面积、强吸附性等特性,将其与Fe3O4磁分离的能力相融合,采用溶剂热法研制出新型的Fe3O4-壳聚糖@膨润土复合水处理剂,并将其应用于毒性较强的重金属Cr(VI)与难沉降的煤泥水的处理中。具体开展了以下研究:1.优选制备Fe3O4纳米粒子的方法与工艺参数。首先分别运用共沉淀法与溶剂热法合成Fe3O4纳米粒子,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、磁滞回线(VSM)对其晶型结构、形貌及磁性进行表征,其次考察了不同活化剂及反应时间对Fe3O4形貌结构的影响。结果表明:两种方法合成的Fe3O4均具有良好的晶型结构,且饱和磁化率分别为94.23 emu·g-1、63.16 emu·g-1,但相比于共沉淀法,溶剂热法制备的Fe3O4分散性更好、形貌更规整;且在反应时间为12 h,聚乙二醇200(PEG200)作为活化剂的条件下,Fe3O4纳米粒子具有良好的分散性与完整的球形结构,更有利于后续磁性膨润土的制备。2.选用壳聚糖为中间体,采用改良后的溶剂热法研制出新型的Fe3O4-壳聚糖@膨润土水处理剂。通过XRD、傅里叶红外光谱(FTIR)、热重-差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)、TEM对其物质组成、形貌结构进行表征分析,并结合磁性膨润土的理化性质,探究了形成机理。结果表明:磁性膨润土中纳米磁性颗粒Fe3O4具有良好晶型结构,且分布均匀,未发生团聚;Fe3O4-壳聚糖通过氢键缔合作用与膨润土形成稳定结构,且当膨润土质量百分比为60%时,磁性膨润土复合水处理剂的结构最稳定。3.将Fe3O4-壳聚糖@膨润土应用于降解Cr(VI)模拟废水,考察了处理剂添加量、溶液初始浓度、pH值、反应温度及时间等因素对吸附过程的影响,并从吸附动力学方面对吸附特性及规律进行探究。结果表明:各因素对Cr(VI)的去除存在不同层度的影响,其中pH与反应温度对其影响较大,吸附效率及吸附量均随p H的增大而减小,随反应温度的增大而增大;吸附动力学遵循准二级动力学方程,吸附过程更倾向于化学吸附;重复使用5次内,吸附效率不低于90%。4.将Fe3O4-壳聚糖@膨润土应用于煤泥水的絮凝沉降试验中,通过XRD、FTIR、SEM、动态光散射(DLS)表征及Zeta电位测定对比沉降前后物质结构、形貌状态的变化,通过着重分析煤泥水pH值对沉降过程的影响,并结合该絮凝剂的结构及理化性能,从扩展DLVO理论的角度上出发,系统地研究磁性膨润土与煤泥水之间的微观作用机制,揭示二者之间的絮凝沉降机理。结果表明:在煤泥水p H=5时,含有大量的-NH3+正电性基团的絮凝剂通过静电中和与氢键缔合作用可明显降低煤泥表面的电负性,显著减小煤粒间的静电作用能,从而降低范德华作用排斥势能,增强煤粒间的凝聚能力,加速沉降。