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目前,处理重金属废水的方法主要有化学沉淀法、离子交换法、电化学法、吸附法和膜分离技术等方法。其中,吸附法凭借操作简单、能耗低、投入较少等优点而越来越受到关注。同时,开发出廉价高效的吸附剂也是处理重金属尤其是络合态重金属废水的一个重要方向。我国的高岭土储量十分丰富,高岭土作为一种廉价的吸附剂,具有一定的吸附性能,但与活性炭等人工合成的吸附材料相比,高岭土因自身的理化构造缺陷使其吸附性能受到极大的限制,尤其是对络合态重金属,吸附效果并不明显。很多研究表明,巯基官能团具有强大的螯合作用,通过共价结合,可与水中重金属形成更加稳定的配合物,但是到目前为止,还鲜有关于采用巯基官能团改性高岭土处理络合态重金属的报道。本研究采用3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)来制备巯基高岭土(改性高岭土),通过单因素试验和正交试验研究了改性高岭土的最佳制备条件,并利用FTIR、XRD、BET、Zeta电位、SEM分析等表征手段研究了其结构特征及改性剂负载机理,同时探讨初始浓度、pH值、吸附剂投加量、吸附温度和吸附时间对其吸附性能的影响,以及最优吸附条件下的吸附动力学模型和等温吸附模型,初步分析了改性高岭土对离子态铜(Cu2+)和柠檬酸络合铜(CA-Cu)的吸附机制,取得了以下研究成果:1.经过单因素试验和正交实验,得出制备5g用于吸附水中铜的巯基高岭土的最佳条件为:3.0倍CEC投加量,反应温度为60℃,反应时间为18小时。各因素影响程度为:改性剂投加量>改性温度>改性时间2.采用傅里叶红外光谱、X-射线衍射、孔径及比表面分析、扫描电镜、Zeta电位分析等手段表征了改性前后的高岭土。研究发现,改性过程中生成了更多Si-O-Si和Si-OH,而且层间距几乎并未改变,表明MPTMS主要负载与高岭土表面,进入层间的比较少,负载方式以单齿缩合为主;经过改性后高岭土的微孔和小介孔数量明显减少(<7nm),孔径略有增加,孔容略有下降,比表面积显著下降,表明MPTMS的负载堵塞了高岭土的孔道;改性后表面粗糙度减少,表面颗粒比较大且形状变得不太规则,一定程度上降低了物理吸附效果,改性后对重金属的去除更加依赖化学吸附;在pH>2.5左右时,改性前后高岭土表面均带电负性,改性后表面电负性增大。3.采用单因素试验研究了改性前后高岭土吸附离子态铜(Cu2+)的影响因素,考察了初始浓度、初始pH值、吸附剂投加量、吸附温度和吸附时间对吸附率的影响。得出改性高岭土去除水中Cu2+的最佳条件为:初始浓度为5mg/L、初始pH为5.5、吸附剂投加量为0.2g和吸附温度为30℃。在此条件下,吸附大概在30min达到平衡,吸附率从70.0%提升至99.3%。4.采用单因素试验研究了改性前后高岭土吸附络合态铜(CA-Cu)的影响因素,考察了初始浓度、初始pH值、吸附剂投加量和吸附时间对吸附率的影响。得出改性高岭土去除水中CA-Cu的最佳条件为:初始浓度为5mg/L、初始pH为5、吸附剂投加量为0.3g。在此条件下,吸附大概在30min达到平衡,吸附率从36.1%提升至 93.9%。5.改性高岭土吸附离子态铜(Cu2+)和络合态铜(CA-Cu)的过程均符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。最大吸附容量分别从0.58mg/g 提高到 1.45mg/g 和从 0.19mg/g 提高到 0.54mg/g,分别提高了 150%和184%,表明改性后显著增强了高岭土对水中铜的吸附能力。6.改性高岭土对Cu2+的吸附过程是物理吸附和化学吸附共同作用的结果,以电荷吸附作用、表面硅羟基Si-OH和巯基-SH的配位吸附作用为主;而对CA-Cu的吸附,以巯基-SH官能团的配位吸附作用为主,即化学吸附为主。