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蒙脱石是一种2:1型粘土矿物,具有比表面积大、吸附性能优良、储量丰富及成本低等优点,作为吸附材料应用于环境污染治理领域,将产生巨大的经济效益和良好的环境效应。文献资料表明,相对于蒙脱石原矿,柱撑蒙脱石在孔径、比表面积、化学活性及热稳定性等方面均有较大地提高。开发新型、廉价、高效的吸附材料一直是环保领域研究的热点之一。基于此,本文制备了聚合羟基Fe/Zr柱撑蒙脱石,利用XRF、XRD、FTIR、BET及XPS等分析技术对材料进行表征,并对材料应用于处理Cr(Ⅵ)与Cu-EDTA模拟废水的吸附性能进行了实验研究。本课题制备了四种柱撑蒙脱石即聚合羟基铁柱撑蒙脱石(Fe-Mt)、聚合羟基铁锆柱撑蒙脱石(Fe/Zr4:1-Mt与Fe/Zr1:1-Mt)及聚合羟基锆柱撑蒙脱石(Zr-Mt)。表征结果显示,聚合羟基金属离子成功插入到了蒙脱石层间,但聚合羟基Fe离子更多地分布在蒙脱石的外表面。此外,Zr-Mt具有最大的比表面积达177 m2/g,而Fe-Mt的微孔表面积最小。同时,Fe/Zr-Mts的零点电荷值(pHZPC)均小于Fe-Mt与Zr-Mt,表明聚合羟基Fe/Zr离子并不是由聚合羟基Fe与聚合羟Zr简单机械混合而成。柱撑蒙脱石吸附Cr(Ⅵ)的实验结果表明柱撑蒙脱石能够快速、有效地去除溶液中的Cr(Ⅵ)。Pseudo-second-order动力学方程与Langmuir等温吸附方程能够很好地描述Cr(Ⅵ)在柱撑蒙脱石上的吸附过程,并得出吸附平衡时间为60 min,最大理论吸附量依次为Fe/Zr4:1-Mt(22.35 mg/g)>Fe/Zr1:1-Mt >Zr-Mt> Fe-Mt。柱撑蒙脱石对Cr(Ⅵ)的吸附随着温度地升高而轻微减小,且最佳吸附pH范围为3.0-6.0。表征结果与吸附实验数据表明Cr(Ⅵ)在柱撑蒙脱石上的吸附机制主要为离子交换与静电吸引作用。此外,吸附Cr(Ⅵ)的柱撑蒙脱石能够用0.1 M的NaOH溶液进行再生处理,且再生材料的吸附容量达初次吸附容量的80%,使得Fe/Zr柱撑蒙脱石更具实际应用价值。Cu-EDTA吸附实验表明柱撑蒙脱石可快速去除溶液中的Cu-EDTA,平衡时间仅为30 min。Cu-EDTA在柱撑蒙脱石上的吸附行为更符合Pseudo-second-order动力学规律与Freundlich等温吸附规律。随着溶液温度地升高及离子强度地增大,Cu-EDTA的吸附轻微减小,同时溶液中的共存阴离子的出现显著抑制Cu-EDTA的吸附。吸附实验数据结合EPR、XPS分析结果表明Cu-EDTA在柱撑蒙脱石上的吸附机制主要涉及静电吸引与内膜配位机制。最后,柱撑蒙脱石对Cu-EDTA的吸附性能为Zr-Mt > Fe/Zr4:1-Mt > Fe/Zr1:1-Mt > Fe-Mt,且最佳吸附pH范围为3.0-9.0。