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随着经济的高速发展,水体中重金属和有机污染问题日益严重。研究如何去除水体中的重金属及有机污染物对保护人体健康及生态环境有着重要的意义。
本文选用3种不同碳链长度的单碳链型阳离子修饰剂八烷基三甲基氯化铵(OT-8)、十二烷基三甲基溴化铵(DT)、十八烷基三甲基氯化铵(OT-18)和1种双碳链型阳离子修饰剂乙撑基双十四烷基二甲基氯化铵(ET)对磁性膨润土进行修饰,制得了四种不同的阳离子修饰磁性膨润土,通过TOC和FTIR分析各阳离子修饰磁性膨润土的表面结构特征,研究并比较了不同阳离子修饰磁性膨润土对有机污染物苯酚和阴离子型重金属污染物Cr(Ⅵ)的吸附动力学、吸附热力学以及等温吸附特征,探究了温度、pH、离子强度和投加量对苯酚和Cr(Ⅵ)吸附的影响,并进行了苯酚和Cr(Ⅵ)的吸附再生实验,进而探讨和比较不同阳离子修饰磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)吸附机制的差异,为阳离子修饰磁性膨润土吸附废水中的阴离子型重金属和有机污染物的研究和应用提供依据。
论文取得了如下的结果:
(1)各阳离子修饰剂对磁性膨润土进行修饰后,磁性膨润土的TOC均有了显著的提高,各阳离子修饰磁性膨润土TOC含量呈现出ET>OT-18>DT>OT-8的规律。FTIR的结果表明,各阳离子型表面修饰剂均成功修饰到磁性膨润土表面。各阳离子表面修饰剂在磁性膨润土上的修饰率呈现出OT-18>ET>DT>OT-8的规律。碳链长度是影响阳离子修饰剂在磁性膨润土表面修饰率的关键性因素,阳离子表面修饰剂的碳链越长,在磁性膨润土表面的修饰率越高。
(2)伪二阶动力学模型是描述苯酚和Cr(Ⅵ)在各阳离子修饰磁性膨润土上吸附的最佳动力学模型。各供试磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)的吸附于10min左右均达到平衡。
(3)Sips模型是描述苯酚在各阳离子修饰磁性膨润土上吸附的最佳等温吸附模型。阳离子修饰剂的修饰增强了磁性膨润土对苯酚的吸附能力。各阳离子修饰磁性膨润土对苯酚的饱和吸附量呈现出ET>OT-18≈DT>>OT-8的规律,双碳链型阳离子修饰磁性膨润土对苯酚的饱和吸附量要显著高于单碳链型阳离子修饰磁性膨润土。单碳链型阳离子修饰剂碳链越长,其修饰后的磁性膨润土对苯酚的饱和吸附量就越大。各阳离子修饰磁性膨润土的饱和吸附量均呈现出随修饰比例的增加而增加的趋势。
(4)Sips模型是描述Cr(Ⅵ)在各阳离子修饰磁性膨润土上吸附的最佳等温吸附模型。阳离子修饰剂的修饰增强了磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附能力。三种单碳链型阳离子修饰磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量呈现出OT-18>DT>OT-8的规律,阳离子修饰剂的碳链越长,其修饰后的磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量就越高。双碳链型阳离子修饰磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量在修饰比例为50%和100%时高于三种单碳链型阳离子修饰磁性膨润土,而在修饰比例为150%时低于OT-18阳离子修饰磁性膨润土。各阳离子修饰磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量均随修饰比例的增加而增加。
(5)各供试磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)的吸附均以物理吸附为主,吸附能力均随温度的升高而降低,吸附均为放热自发的过程。pH值的增加不利于苯酚和Cr(Ⅵ)在各供试磁性膨润土上的吸附,而离子强度的增加有利于苯酚的吸附,不利于Cr(Ⅵ)的吸附。
(6)各供试磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)的去除率均随着投加量的增加而增加,而吸附量随着投加量的增加而降低。100ET修饰磁性膨润土、100OT-18修饰磁性膨润土有着良好的再生性能,再生三次后,100ET修饰磁性膨润土对苯酚仍能保持89.9%的吸附能力,100OT-18对Cr(Ⅵ)仍能保持79.7%的吸附能力。
阳离子表面修饰剂的修饰增强了磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)的吸附能力,碳链长度和修饰比例是影响阳离子修饰磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)吸附能力的关键性因素。
本文选用3种不同碳链长度的单碳链型阳离子修饰剂八烷基三甲基氯化铵(OT-8)、十二烷基三甲基溴化铵(DT)、十八烷基三甲基氯化铵(OT-18)和1种双碳链型阳离子修饰剂乙撑基双十四烷基二甲基氯化铵(ET)对磁性膨润土进行修饰,制得了四种不同的阳离子修饰磁性膨润土,通过TOC和FTIR分析各阳离子修饰磁性膨润土的表面结构特征,研究并比较了不同阳离子修饰磁性膨润土对有机污染物苯酚和阴离子型重金属污染物Cr(Ⅵ)的吸附动力学、吸附热力学以及等温吸附特征,探究了温度、pH、离子强度和投加量对苯酚和Cr(Ⅵ)吸附的影响,并进行了苯酚和Cr(Ⅵ)的吸附再生实验,进而探讨和比较不同阳离子修饰磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)吸附机制的差异,为阳离子修饰磁性膨润土吸附废水中的阴离子型重金属和有机污染物的研究和应用提供依据。
论文取得了如下的结果:
(1)各阳离子修饰剂对磁性膨润土进行修饰后,磁性膨润土的TOC均有了显著的提高,各阳离子修饰磁性膨润土TOC含量呈现出ET>OT-18>DT>OT-8的规律。FTIR的结果表明,各阳离子型表面修饰剂均成功修饰到磁性膨润土表面。各阳离子表面修饰剂在磁性膨润土上的修饰率呈现出OT-18>ET>DT>OT-8的规律。碳链长度是影响阳离子修饰剂在磁性膨润土表面修饰率的关键性因素,阳离子表面修饰剂的碳链越长,在磁性膨润土表面的修饰率越高。
(2)伪二阶动力学模型是描述苯酚和Cr(Ⅵ)在各阳离子修饰磁性膨润土上吸附的最佳动力学模型。各供试磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)的吸附于10min左右均达到平衡。
(3)Sips模型是描述苯酚在各阳离子修饰磁性膨润土上吸附的最佳等温吸附模型。阳离子修饰剂的修饰增强了磁性膨润土对苯酚的吸附能力。各阳离子修饰磁性膨润土对苯酚的饱和吸附量呈现出ET>OT-18≈DT>>OT-8的规律,双碳链型阳离子修饰磁性膨润土对苯酚的饱和吸附量要显著高于单碳链型阳离子修饰磁性膨润土。单碳链型阳离子修饰剂碳链越长,其修饰后的磁性膨润土对苯酚的饱和吸附量就越大。各阳离子修饰磁性膨润土的饱和吸附量均呈现出随修饰比例的增加而增加的趋势。
(4)Sips模型是描述Cr(Ⅵ)在各阳离子修饰磁性膨润土上吸附的最佳等温吸附模型。阳离子修饰剂的修饰增强了磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附能力。三种单碳链型阳离子修饰磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量呈现出OT-18>DT>OT-8的规律,阳离子修饰剂的碳链越长,其修饰后的磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量就越高。双碳链型阳离子修饰磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量在修饰比例为50%和100%时高于三种单碳链型阳离子修饰磁性膨润土,而在修饰比例为150%时低于OT-18阳离子修饰磁性膨润土。各阳离子修饰磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量均随修饰比例的增加而增加。
(5)各供试磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)的吸附均以物理吸附为主,吸附能力均随温度的升高而降低,吸附均为放热自发的过程。pH值的增加不利于苯酚和Cr(Ⅵ)在各供试磁性膨润土上的吸附,而离子强度的增加有利于苯酚的吸附,不利于Cr(Ⅵ)的吸附。
(6)各供试磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)的去除率均随着投加量的增加而增加,而吸附量随着投加量的增加而降低。100ET修饰磁性膨润土、100OT-18修饰磁性膨润土有着良好的再生性能,再生三次后,100ET修饰磁性膨润土对苯酚仍能保持89.9%的吸附能力,100OT-18对Cr(Ⅵ)仍能保持79.7%的吸附能力。
阳离子表面修饰剂的修饰增强了磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)的吸附能力,碳链长度和修饰比例是影响阳离子修饰磁性膨润土对苯酚和Cr(Ⅵ)吸附能力的关键性因素。