文档介绍：山东大学
博士学位论文
新型阳离子聚合物/膨润土复合吸附材料的制备、表征及其吸附
性能研究
姓名:李倩
申请学位级别:博士
专业:环境工程
指导教师:岳钦艳
20080418
新型阳离子聚合物/膨润土复合吸附材料的制备、表征及其吸附能研究要摘本论文在综合国内外大量相关文献的基础上,选用新型的阳离子聚合物——聚环氧氯丙烷二甲胺.,采用聚合物直接插层法对膨润土进行插层改性,的值、反应体系中盐浓度等都会影响复合反应的效果:选择粘度为制备了狣阳离子聚合物/膨润土复合吸附材料;研究了狣插层复合改性膨润土的工艺条件、复合反应的热力学及动力学参数和机理;通过多种化学分析手段及现代分析仪器,研究了经狣插层复合前后膨润土比表面积、电动特性、粒度分布、层间距、结构形貌、亲疏水性、沉降性、稳定性等变化,明确了狣/膨润土的结构形貌及性能特征;在此基础上,以四种类型染料为研究对象,探讨了瓺/膨润土对大分子有机污染物的吸附性能,并研究了吸附过程的热力学和动力学原理,揭示了狣/膨润土与染料相互作用的机理,考察了狣/嘭润土对实际废水的处理效果;探索性研究了瓺/膨润土的颗粒化技术。主要研究内容及结果如下:,制备瓺阳离子聚合物/?刂浦标,系统研究了不同指标、不同初始浓度的狣及各种实验条件对插层复合效果的影响,并摸索出制备高性能瓺/膨润土复合吸附材料的最佳工艺。结果表明,的粘度、阳离子度、初始浓度、反应温度、反应时间、反应体系畇,阳离子度为·的瓺阳离子聚合物作为膨润土的最佳插层改性剂;此外,对选定的狣阳离子聚合物,其初始浓度对插层改性效果的影响最为显著,对复合材料中聚合物的含量多少起决定作用;最佳制备工艺条件为:瓺的初始浓度为,温度℃,
物含量的增加而增大,砻娴绾捎稍恋囊废水处理的潜力。狣蛉笸炼运睦嗳玖系耐焉仕孀磐兑┝,推断了反应机理。肱蛉笸恋牟宀愀春瞎包括瓺阳离子在膨润土层间的交换吸附以及在膨润土表层的电中和吸附两部分,整个吸附过程可以用吸附模型进行模拟,并且遵循二阶段吸附速率方程;升温有利于反应的进行;狣阳离子与膨润土层间及表面存在的范德华力、氢键力、疏水键力等,以及溶液中未被吸附的瓺聚合物分子的熵增,都是促使其在膨润土层间及表面吸附的驱动力。捎枚嘀只Х治鍪侄渭跋执治鲆瞧鞫訣/膨润土的结构形貌及性能进行了表征。结果表明,经瓺插层改性后的膨润土比表面积随着其聚合增羖.,粒度分布向大粒径范围延伸,⒂行У乩┐罅伺蛉笸敛慵渚啵且随着聚合物插层量的增加,层间距逐渐扩大;,且土颗粒表面吸附的阳离子聚合物也显现出絮状聚合现象;治霰砻鳎珽—蛉笸恋谋砻娉鱿制惆氲那榭觯有利于其吸附有机污染物;,层间结构水消失,疏水性能大大增强,分析进一步对此结果进行了验证;瓺/膨润土的亲疏水性、沉降性及稳定性实验表明,狣/膨润土具有较强的疏水性,较好的沉降性和稳定性,这些都有利于其作为水处理剂应用于废水的处理。直鹧∮镁哂械湫徒峁沟幕钚匀玖稀⒎稚⑷玖稀⑺嵝匀玖稀⒒乖玖衔4对象,研究了狣/膨润土对染料的吸附效果,并进行了影响因素分析。结果表明,瓺/膨润土对有机污染物的吸附性能显著增强,对各染料的脱色效果明显好于膨润土原土,并且好于或相当于活性碳粉,具有部分代替活性炭应用于染料中对可溶性的活性和酸性染料的投药量低于不溶性的分散和还原性染料;溶液值对脱色效果有显著影响,随着值的升高,脱色率下降;染液中存在的盐可以增强染料和狣/膨润土问的相互作用,使得脱色性能大大增强;染整助剂的山东大学博士学位论文
模型对各染料都有较好的适用性,并且吸附过程为优惠吸附;胡:说明条件对吸附效果的影响,揭示吸附机理。在瓺/膨润土——染料吸附体系中,和以及染料结构中一,;△砻魑焦炭梢宰苑⒔小N蕉ρа芯勘砻鳎倍抖ρ处理效果。结果表明,狣蛉笸辆哂辛己玫耐焉ā⒊汀⒊鼵效果,并孔剂,淀粉为粘结剂,按:.闹柿勘壤旌霞费钩尚停℃下高温焙烧存在则会使染料与瓺/膨润土之间的结合受阻,进而使脱色性能降低。ü訣—蛉笸廖饺玖系娜攘ρШ投ρа芯浚⒔岷喜煌笛除了有机质分配机理外,瓺/膨润土对活性和酸性染料的吸附主要是通过电中吸附的;对分散和还原染料的去除则是通过电中和以及染料吸附正电荷脱稳,进而通过复合膨润土中狣的絮凝作用而去除。吸附热力学研究表