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膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物,具有特殊的结构和独特的性能。在水质净化及废水处理领域中异军突起,倍受人们关注。但膨润土原土一般仅含50%~80%的蒙脱石,甚至更低,而在膨润土深加工应用时,要求蒙脱石的含量达到90%以上,对其进行提纯和改性显得尤为重要。为使膨润土在环境保护中发挥更大的作用,本文针对膨润土在废水处理中存在的不足进行了提质改性研究,并探讨了它们在有机染料废水及含酚废水中对污染物的吸附性能,得到如下主要结果。(1)针对应用广泛的计算蒙脱石含量的吸蓝量(MBT)公式M=MBT/0.442,存在一定偏差,尤其在计算纯度较高的膨润土时更为明显的现象,首先进行了计算公式的校正。选择六种典型的膨润土样品进行吸蓝量的测定,通过GSAS软件对膨润土中的主要成分蒙脱石晶体结构实行Rietveld全谱精修拟合,得到Ca和Na基蒙脱石的晶体结构模型,基于精修拟合结果,进一步测试膨润土中的蒙脱石含量(M)。分析结果显示,当MBT<40g/100g时,蒙脱石含量可沿用之前的经验吸蓝量公式;当MBT>40g/100g,吸蓝量的公式需修正为(2)对膨润土进行提纯钠化改性,得到的最优工艺参数为:膨润土液固比15:1,(NaPO3)6分散剂,质量浓度0.2%,反应体系pH值7~8,静置沉降时间50 min,离心机转速1000 r/min。膨润土钠化有机掺杂实验结果显示,疏水性越强的膨润土对有机污染物的吸附越好,长碳链有机膨润土对有机污染物的去除效果比短碳链有机膨润土好,层间电荷对膨润土的吸附行为可用膨润土阳离子交换容量(CEC)值体现,具有62mmol/100 gCEC值的膨润土对苯酚的吸附效果最好。(3)Fe3O4磁性改性的膨润土在染料废水处理中的研究结果显示,共沉淀法制备的Fe3O4/膨润土的平均孔径和孔体积比Fe3O4和膨润土均有比较明显的增加;在亚甲基蓝模拟废水中具有良好的吸附能力,最大亚甲基蓝吸附量为106.38mg/g,比原膨润土提高了 65%,其最佳脱除条件为:亚甲基蓝原水pH=7.37,吸附时间25 min,反应温度20℃,亚甲基蓝浓度120mg/L,Fe3O4/膨润土用量2.5g/L;Fe3O4/膨润土吸附剂对亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学模型,可用Langmuir模型进行描述,这表明经FeO04改性后的膨润土更有利于吸附亚甲基蓝。(4)构建了可降解甲基橙废水的Fe3O4-膨润土/H2O2多相Fenton体系,该体系中的甲基橙废水处理20 min即可达到反应平衡,脱色率为96.72%,平衡时间和脱色率均优于Fe3O4、H2O2、Fe3O4/H2O2、Fe3O4-膨润土体系。最佳反应条件为:初始pH=3,Fe3O4-膨润土投加量0.5g·I-1,H2O2加入量0.05mol/L,初始浓度100mg/L,反应温度40 ℃时。由于甲基橙的特殊结构,新构建的体系pH使用范围并没有明显的拓宽。Fe3O4-膨润土重复使用5次之后,其脱色率仍高达89.94%,反应60 min后铁离子溶出量只有3.23×10-3 mg/L,与Fe3O4-膨润土加入量相比,可以忽略不计,显示了 Fe3O4-膨润土较好的催化活性和较高的使用寿命。表明将膨润土进行提质改性在印染废水处理中具有非常好的应用前景。