膨润土基膜材料的制备及脱色性能研究

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膨润土是一种用途广泛、价格低廉的非金属矿产资源,具有优异的阳离子交换性能和巨大的比表面积;沸石独特的晶型结构,使其具有选择吸附性能和大比表面积。膨润土和沸石在印染废水的处理方面有独特优势,一直是专家学者的研究热点。本文以膨润土和沸石为原料,探索制备膨润土基膜材料的最佳制备工艺条件,然后将在最佳工艺条件下制得的膨润土基膜材料进行不同类型染料的动态脱色实验,探究膨润土基膜材料的脱色性能。通过动力学模型拟合、脱色前后的XRD、FTIR对比,分析膨润土基膜材料的脱色机理。得到以下认识:(1)制膜工艺条件实验结果表明:土工布成型法制得膨润土基膜材料速率稳定,无膨润土流失问题,土工布成型法适宜工艺条件为:捏合时间10 min、原料配比1∶1、水固比3∶10、成膜压力60 KN。该条件下制得膜材料对15 mg/L阳离子桃红染料的脱色率98.5%,渗透速率为3.20×10-5m~3·m-2·s-1。(2)动态脱色实验结果表明:膨润土基膜材料对碱性红46、阳离子桃红的脱色效果最好,对500 mg/L的碱性红46脱色率为70.88%时,累积吸附量789.270mg;对500 mg/L的阳离子桃红脱色率为75.36%时,累积吸附量972.748mg。染料浓度为50 mg/L时,膜材料对五种染料的脱色能力从大到小排序依次为:阳离子桃红>碱性红46>直接枣红>酸性红37>活性艳红X-3B。(3)对不同浓度直接枣红的吸附动力学拟合结果显示:膜材料在脱色直接枣红过程,更符合准一级动力学模型,但随着染料浓度升高,相关性系数降低;不同浓度的直接枣红脱色过程对内扩散模型拟合相关性系数均在0.9802以上。脱色过程主要是物理吸附,速率受到内扩散和外扩散作用共同影响。(4)膨润土基膜材料在对活性艳红、酸性红37和直接枣红的脱色主要是膜结构的拦截作用和微弱的氢键作用共同作用;对碱性红和阳离子桃红的脱色是膜结构拦截、表面吸附、氢键、阳离子交换共同作用。膨润土基膜材料对阳离子型染料脱色效果较好。
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