蒙脱土有机改性及对铬的吸附性能研究
木质纤维素_蒙脱土纳米复合材料对Cr_吸附性能研究

第一作者:刘立峰,男,1984年生,硕士研究生,研究方向为纳米功能高分子材料。
#通讯作者。
*国家林业公益性行业科研专项(No.201104004);内蒙古自然科学基金资助项目(No.2012MS0606);内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划资助项目。
木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)吸附性能研究*刘立峰1 张晓涛1 郭晓利2 薛振华1 王喜明1 王 丽1#(1.内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院,内蒙古 呼和浩特010018;2.内蒙古大学生命科学学院,内蒙古 呼和浩特010021) 摘要 利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)方法,对木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料的结构进行表征,并研究了溶液pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附时间和吸附温度对木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料吸附Cr(Ⅵ)的影响。
结果表明:(1)木质纤维素和蒙脱土复合后形成了插层-剥离型的纳米复合材料;(2)在溶液pH为2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度为100mg/L、吸附温度为30℃、吸附时间为180min的条件下,木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量达5.72mg/g;(3)木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学模型和Freundlich吸附等温式。
关键词 木质纤维素 蒙脱土 纳米复合材料 吸附 Cr(Ⅵ)Study on the adsorption properties of Cr(Ⅵ)onto lignocelluloses/montmorillonite nanocomposite LIU Lifeng1,ZHANG Xiaotao1,GUO Xiaoli2,XUE Zhenhua1,WANG Ximing1,WANG Li1.(1.College of Materials Scienceand Art Design,Inner Mongolia Agricultural University,Huhhot Inner Mongolia 010018;2.College of Life Sci-ence,Inner Mongolia University,Huhhot Inner Mongolia 010021)Abstract: The lignocellulose/montmorillonite(LNC/MMT)nanocomposite was produced in the lab for adsor-bing the Cr(Ⅵ)in solution.The surface structure of LNC/MMT nanocomposite was characterized X-ray diffraction(XRD)and scanning electron microscopy(SEM),and the effect of solution pH,initial Cr(Ⅵ)concentration,adsorp-tion time and temperature on Cr(Ⅵ)adsorption capacity of LNC/MMT nanocomposite were investigated.Resultsshowed that a new intercalated-exfoliated nanocomposites was formed after the composition process;when the solu-tion pH was 2,initial Cr(Ⅵ)concentration was 100mg/L,the adsorption performed at 30℃for 180min,the adsorp-tion capacity of LNC/MMT nanocomposite for Cr(Ⅵ)was 5.72mg/g.The dynamic adsorption data could be well fit-ted by the pseudo-second-order and the Freundlich isotherm,respectively.Keywords: lignocellulose;montmorillonite;nanocomposite;adsorption;Cr(Ⅵ) 大量排放的含铬废水对生态环境和人体健康造成了严重危害。
改性蒙脱土的研究与应用

改性蒙脱土的研究与应用改性蒙脱土是一种重要的材料,它被广泛应用于各种领域,如纳米材料、药物传递、环境污染控制等等。
本文将介绍改性蒙脱土的研究进展和应用情况。
一、蒙脱土及其改性蒙脱土是一种属于粘土矿物的土壤颗粒,通常呈现灰色或白色。
蒙脱土的结构是由硅酸铝层和层间离子组成,层状结构使其可以吸附和储存水分和离子。
由于这些特性,蒙脱土被广泛用于土地改良和污染控制,以及食品、化妆品和药物的制造等方面。
不过,由于其本身存在的缺点,例如吸附力、分散性等欠佳,为了满足不同领域的需求,科学家们对其进行了改性。
改性蒙脱土是指通过改变蒙脱土的化学和物理性质,使其适应性更加广泛的一种材料。
常用的改性方法包括阳离子交换、酸化、碱化、溶胶-凝胶等。
二、改性蒙脱土在纳米材料中的应用蒙脱土因其层数较多、结晶度高、孔径小且均匀、比表面积大等特点几十年来引起了研究人员的广泛关注。
在改性蒙脱土中, Montmorillonite被认为是一种理想的纳米载体。
大量的研究表明,不同处理方法的改性蒙脱土具有良好的纳米材料载体性能,如高效的吸附性能、阻燃性能和致密性等。
当前,改性蒙脱土做为一种优秀的纳米载体材料,在纳米材料领域中的应用突破了传统材料在绿色荧光材料、催化剂和电化学能量存储材料等方面的应用。
在纳米材料领域,改性蒙脱土可以被用作催化剂的载体,可以显著提高催化剂的活性和稳定性。
同时,改性蒙脱土对气体和液体具有比较强的吸附性能,并且可以通过改变其表面活性,达到不同的吸附效果。
三、改性蒙脱土在药物传递中的应用改性蒙脱土在药物传递中也有广泛的应用。
由于人体肠道吸收能力差、易发生血液循环失调等问题,许多药物在口服后很难达到理想的药效。
因此,将药物包裹在蒙脱土纳米粒子中,通过粘性或分散来调节药物的释放,可以大大提高药物的生物利用度和药效。
近年来,改性蒙脱土作为一种药物传递载体广泛被研究。
改性蒙脱土不仅可以用于口服药物的传递,还可以用于眼、鼻、口腔、皮肤等其他传递方式。
改性纳米蒙脱土对废水中Cr(Ⅵ)的吸附行为研究
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重金属在工业社会发展中起到了重要作用,然
而在矿山开采等环节不可避免的产生了重金属废 水,其中含铬废水是危害最严重的一种[1]。Cr(Ⅵ) 毒性极强且易被人体吸收[2],可通过食物、空气、饮
用水进入人体,使人的肝脏器官受到损害,影响体内 物质的代谢过程[3]。常用的吸附剂有碳分子筛、蒙 脱土(MNT)等[4]。
Abstract:CPBMNT(CM)andCPBEDTAMNTwerepreparedusingsolgelmethodusingcetylpyridin iumbromide(CPB)anddisodium edetate(EDTA)asrawmaterials,CEM adsorbent,characterizedby XRD,SEM,N2 adsorptiondesorptionandFTIR,theadsorptionbehaviorofCr(VI)wasinvestigated,and themodifiedmontmorillonitewasstudied.Adsorptionisothermsandadsorptionkinetics.Theresultsshow thatafterthemodification,theCPBandEDTAsuccessfullyenterthemontmorillonitelayerandtheinter layerdistanceincreasesfrom 0.95nm to1.69nm and2.12nm,respectively,andtheunitadsorption amountincreasesfrom4.02mg/gto7.11mg/gand11.91mg/grespectively.Underthesamecondi tions,theremovalrateofCr(VI)isCEM (99.19%)>CM (59.25%)>MNT(32.5%);CEM adsorptionCr(VI)processisinlinewiththepseudosecondarydynamics,themodelandtheLangmuir isotherm equation,thesaturatedadsorptioncapacityandtheLangmuirconstantwere44.41mg/Land 0.7312,respectively;theadsorptionmechanismsweremainlyphysicaladsorptionandchemicaladsorp tion.CEM adsorbenthasgreatprospectsfortreatingwastewatercontainingCr(VI). Keywords:modifiedmontmorillonite;adsorption;Cr(VI);mechanism
有机改性蒙脱土的制备及其吸附性能的研究

( 2 0 1 2 J K 9 2 1 , 1 2 J S l 1 7 ) ; 延安市 工业攻关
作者简介 : 白延兵 ( 1 9 9 1 一) , 男, 陕西延安人 , 延安大学化学与化工学 院学生 。 通讯作者 : 王丹军 , 男, 延安大学副教授 , 博士 。
第 4期 ຫໍສະໝຸດ 有机改性蒙脱 土的制备及其 吸附性 能的研究
Vo 1 . 3 2 N o . 4 De c . 2 01 3
D OI : 1 0. 3 9 6 9 / J . I S S N. 1 0 0 4 —6 0 2 X. 2 0 1 3. 0 4. 0 5 0
有 机 改性 蒙脱 土 的 制备 及 其 吸 附性 能 的研 究
白延 兵 , 岳林林 , 郭 莉 , 王丹军
吸 附。
m
关键词 : 蒙脱土 ; 有机改性 ; 吸附性能 ; 吸附量 中图分 类号 : X 7 0 3 文 献标 识码 : A 文章 编号 : 1 0 0 4— 6 0 2 X( 2 0 1 3 ) 0 4— 0 0 5 0— 0 5
蒙 脱土 ( MM T) 是一类 典 型 的非 金 属纳 米 矿 物 , 是2 : 1型 的三 层 结构 层 状 的硅 酸盐 粘 土 矿 物 , 其 晶 浆、 宠物 排泄 物 吸附剂 、 铁矿 石球 团材 料 以及公共 工 程 如 防水及 密封 等市 场上发 挥 的作用 和其 基本用 量
5 1
较差 , 制备出的复合材料往往难以达到实 际应用 的 要求 , 所 以必 须 要增 加蒙 脱土 与有 机 相 的相 容性 , 因
此, 需 要对 其 进 行 优 化 。1 9 8 7年 , 日本 臼杵 有 光
m / g , 阿拉 丁试 剂 ) ; 无 水 乙醇 ( C H 。 C H 2 O H, 分 析
蒙脱石对重金属的吸附研究

2 常见的阳离子交换能力的顺序
为
:
Li+>Na+>K+>NH4+>Ca2+>Ba2+
蒙脱石的改性及研究进展
蒙脱石常见
的改性方法
3
柱撑法
将有机或无机大分子阳离子插 入蒙脱石层间、经过一定的处 理使阳离子支撑在蒙脱石层间。
柱撑法
蒙脱石的改性及研究进展
1
最常见的取代基是 聚合羟基铝离子
目前有多种阳离子被用于制备相 应的柱撑蒙脱石,如金属螯合物、 金属原子簇衍生物等。
4.1蒙脱石吸附Pb2+、Cr3+、Cd2+的实验研究
结果与讨论
离子浓度与吸附率的关系
4.1蒙脱石吸附Pb2+、Cr3+、Cd2+的实验研究
结果与讨论
蒙脱石层间距的变化主要与 层间水化阳离子半径及水化 形成的层间水分子层数有关
反应前后蒙脱石XRD衍射图
金属阳离子的离子半径大小为 Pb2+>Cd2+>Cr3+>Ca2+>Na+
取上清液用原子吸 收分光光度计测定 滤液中重金属离子
的残余浓度
4.3聚羟基铝柱撑蒙脱石吸附重金属离子实验研究
改性粘土的X射线衍射特征
结果与讨论
PMt,CMt及原矿的X射线衍射特征谱线
400℃的高温已经破坏了聚合羟 基铝的聚合结构,使其变为低分子 的羟基,因而其层间距接近典型的 钠化蒙脱石的层间距。
无毒性 和抗紫 外线性
03
PART 01
第三部分
蒙脱石的改性及研究 进展
蒙脱石的改性及研究进展
有机 改性
无机
蒙脱土改性及应用的研究进展

第 50 卷 第 1 期2021 年 1月Vol.50 No.1Jan.2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry蒙脱土改性及应用的研究进展李璟睿1,尹陈霜1,马海燕1,夏 芬1,程国君1,2(1.安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽 淮南 232001;2.安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖),安徽 芜湖 241003)摘 要:蒙脱土是一种硅酸盐的天然矿物,具有良好的吸附性、阳离子交换性能和气液阻隔性。
吸附性使得蒙脱土具有良好的阻燃性和抗菌性,可以广泛应用于日常生活、工业及医用等方面。
为了进一步拓展蒙脱土的应用范围,通常需要对其进行有机化改性。
本文对近5年来蒙脱土的有机化改性及应用的研究进行了综述,以期为进一步开展蒙脱土的研究及应用提供参考。
关键词:蒙脱土;有机化改性;离子交换性;应用中图分类号:TB 332 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2021)01/02-0025-05基金项目:省级大学生创新创业训练项目(S201910361143);安徽省高等学校自然科学研究项目(KJ2019A0118);安徽理工大学芜湖研究院研发专项(ALW2020YF14);安徽理工大学引进人才项目(ZY017)通信联系人:程国君,硕士生导师,从事粉体改性及纳米复合材料的制备。
E-mail :***********************收稿日期:2020-10-29综述与进展蒙脱土(montmorillonite)别名微晶高岭石、胶岭石,结构式为(Al,Mg)2[SiO 10](OH)2·nH 2O,其中Al 2O 3含量为16.54%,MgO 4 含量为65%,SiO 2含量为50.95%,颜色多为白色微带浅灰色,含杂质时呈浅黄、浅绿、浅蓝色,土状光泽或无光泽,有滑感。
蒙脱土不仅是一种硅酸盐的天然矿物,还是膨润土矿的主要矿物组分。
蒙脱土的改性及其在环境修复方面的应用
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蒙脱土的改性及其在环境修复方面的应用蒙脱土的改性及其在环境修复方面的应用引言:近年来,人类活动和工业化进程的快速发展,给自然环境带来了巨大的影响。
土壤和水体的污染成为人们关注的焦点之一。
因此,寻找一种高效且可持续的方法来修复污染的土壤和水体变得至关重要。
在环境修复方面,蒙脱土及其改性材料得到了广泛的研究与应用。
本文将探讨蒙脱土的改性方法以及其在环境修复方面的应用。
一、蒙脱土的概述蒙脱土是一种层状硅酸盐矿物,具有极高的吸附性能和离子交换能力。
其层状结构中的层间隙可以固定并吸附有机和无机物质,从而在环境修复过程中发挥重要作用。
二、蒙脱土的改性方法1. 酸处理:通过将蒙脱土与酸溶液进行反应,可以改变其表面性质和化学结构,从而增强其吸附能力和选择性。
2. 碱处理:碱处理是另一种改性蒙脱土的常见方法。
通过将蒙脱土与碱溶液进行反应,可以改变其层状结构和孔隙性能,提高其吸附能力。
3. 有机改性:将有机物与蒙脱土进行复配处理,可以增加其表面活性和吸附性能,进一步提高其在环境修复中的应用效果。
三、蒙脱土在土壤修复中的应用1. 重金属污染土壤修复:蒙脱土具有优异的吸附性能,可以有效吸附土壤中的重金属污染物,减少其对土壤环境的影响。
2. 有机污染土壤修复:蒙脱土可以通过吸附有机污染物并固定在层间隙之中,阻止其进一步迁移和扩散,从而起到修复土壤的作用。
3. 养分修复:蒙脱土通过吸附养分物质,如氮、磷等,可以改善土壤质量和生态环境,促进植物的生长和发育。
四、蒙脱土在水体修复中的应用1. 水体重金属污染修复:蒙脱土可以通过吸附水体中的重金属离子,将其固定在颗粒表面或层间隙之中,从而净化水体环境。
2. 有机物污染修复:蒙脱土可以通过吸附水体中的有机物质,如石油烃类等,降低其浓度和毒性,提高水质。
3. 磷污染修复:蒙脱土可以通过吸附水体中的磷,阻止其进入水体并加剧富营养化,从而保持水体的生态平衡。
五、蒙脱土的应用前景与挑战虽然蒙脱土已经在环境修复方面得到了广泛的应用,但是仍然存在一些挑战。
蒙脱土的有机改性及其对苯酚的吸附性能_赵彦钊
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基三甲基溴化铵改性蒙脱土处理含油废水 , 结果显 示在适宜 的 条 件 下 对 废 水 中 C O D 的去除率可达 8 5. 8 4%. 本实验以季铵盐表面活性剂十六烷基三甲基 为 改 性 剂, 制 备 有 机 蒙 脱 土, 并用 溴化铵 ( C TA B) X R D、 F T I R和S EM 等测试手段对其结构和形貌 - 最后 , 研究其对水体中有机污染物苯 进行了表征 . 酚的吸附性能 . 1 材料与方法 1. 1 材料 钙基蒙脱土 , 由山东寿光中联精细蒙脱石有限 / 粒径 4 公司提供 , 0~7 0μm, C E C=7 0~1 0 0mm o l 十六烷基 三 甲 基 溴 化 铵 , 分 析 纯, 由广东 1 0 0g 土 ; 光华化学有限公司提供 ; 苯酚 , 分析纯 , 由西安丰惠 化工有限公司提供 ; 无水乙醇 , 分析纯 , 由洛阳市化 蒸馏水 , 实验室自制 . 学试剂厂提供 ;
·L-1 m i n i t i a l c o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e s t o 8 7. 1 9%. g : ; ; ; ; K e w o r d sc e t l t r i m e t h l a mm o n i u m b r o m i d e m o n t m o r i l l o n i t e i o n e x c h a n e a d s o r t i o n y y g p y
( , , 1. C o l l e e o f M a t e r i a l s S c i e n c e a n d E n i n e e r i n S h a a n x i U n i v e r s i t o f S c i e n c e &T e c h n o l o X i ′ a n 7 1 0 0 2 1, g g g y g y ; ,S ,X C h i n a 2. C o l l e e o f L i f e S c i e n c e a n d E n i n e e r i n h a a n x i U n i v e r s i t o f S c i e n c e & T e c h n o l o i ′ a n g g g y g y ) 7 1 0 0 2 1, C h i n a
otab有机化改性蒙脱土的研究

otab有机化改性蒙脱土的研究人们经常利用有机物和无机盐混合改性矿物,以制备出新的高性能材料。
有机化改性蒙脱土的研究是目前研究的热点,它为现代工业发展提供了可能性。
蒙脱土是一种大型无机改性矿物,具有良好的干燥性、改性性、催化性和电气性等优点。
然而,由于其分子结构未经有机修饰,因而在矿物改性方面外表现出低能耗、低表观性能和低可控性能等不足。
因此,越来越多的研究者们使用有机物在蒙脱土的表面进行改性,使其显著提高其物理性能。
更为重要的是,蒙脱土的有机改性也可以改善其助剂性能,从而有效改善过程性能。
由于有机改性蒙脱土具有良好的助剂性能,因此可以提高工艺性能,提高系统效率,减少生产成本。
目前,启太克(KIT)已成功开发了一种工艺叫做KIT-COTab有机化改性蒙脱土。
他们将普通的蒙脱土与经过脱氟处理的有机物相混合,相互改性,从而使其具有良好的改性性能。
KIT-COTab有机化改性蒙脱土在脱硫、脱硝、脱氟、吸附、吸附离子及其它应用中表现出了优越的性能。
KIT-COTab有机化改性蒙脱土可以有效增强多孔结构,提高表面积。
KIT利用多种技术,如软键合、配位键合、静电吸附等,将有机物干燥固化并形成强韧性的聚合物网络。
由于改性蒙脱土网络中有机物的体积含量较高,常温及以上条件下,其机械强度显著提高,可达到6-7GPa。
此外,KIT-COTab有机化改性蒙脱土还具有很强的柔性,可长期在脱硫、脱硝、脱氟、吸附、吸附离子及其它应用中发挥作用。
总之,KIT-COTab有机化改性蒙脱土在这些应用领域表现出优异的性能,有了其引入,我们可以实现低能耗、高性能的改性矿物产品,而且可以降低成本,提高生产效率。
针对当前工艺发展,对于蒙脱土的有机改性有很多优点,主要包括低能耗、高表观性能、高可控性能、可增强多孔结构以及机械强度提高。
有机改性蒙脱土可以成为工业方面的新技术,可以节约原料成本,同时提高工艺性能和生产效率。
KIT-COTab有机化改性蒙脱土是这类新技术的典范,它对蒙脱土的有机改性具有重要的指导意义,使我们可以利用改性矿物的新性能实现生产效率的提升。
《改性蒙脱土-溴氧化铋复合材料吸附-光催化降解诺氟沙星的研究》范文

《改性蒙脱土-溴氧化铋复合材料吸附-光催化降解诺氟沙星的研究》篇一改性蒙脱土-溴氧化铋复合材料吸附-光催化降解诺氟沙星的研究一、引言随着现代工业的快速发展和人们生活水平的提高,水体污染问题日益严重,其中抗生素污染已成为全球关注的焦点。
诺氟沙星(Norfloxacin)作为一种广谱抗菌药物,广泛用于人类和动物疾病的治疗,其残留物在环境中的积累和潜在危害引起了科学家的关注。
因此,开发高效、环保的诺氟沙星处理技术具有重要的现实意义。
本文将探讨改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料在吸附-光催化降解诺氟沙星方面的应用及效果。
二、改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料改性蒙脱土是一种具有层状结构的天然矿物,具有较高的比表面积和吸附性能。
而溴氧化铋作为一种光催化剂,具有较好的光催化活性和稳定性。
将两者复合,可以充分利用各自的优点,提高吸附-光催化降解效果。
本研究所用的改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料,通过表面改性、掺杂等方法,进一步提高了其吸附和光催化性能。
三、实验方法1. 材料制备:采用共沉淀法或溶胶-凝胶法,将溴氧化铋负载到改性蒙脱土上,制备出改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料。
2. 吸附实验:将诺氟沙星溶液与改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料混合,测定不同时间点诺氟沙星的浓度,研究吸附效果。
3. 光催化实验:在模拟太阳光照射下,将诺氟沙星溶液与改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料混合,观察诺氟沙星的降解情况,分析光催化活性。
四、结果与讨论1. 吸附实验结果:改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料对诺氟沙星的吸附效果显著,且随着复合材料用量的增加和吸附时间的延长,诺氟沙星的去除率逐渐提高。
此外,该复合材料具有良好的再生性能,可重复使用。
2. 光催化实验结果:在模拟太阳光照射下,改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料表现出优异的光催化活性,诺氟沙星的降解速率较快。
同时,该复合材料具有较好的稳定性,光催化活性在多次循环使用后仍能保持较高水平。
3. 机制分析:改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料通过吸附和光催化两种途径共同作用,实现对诺氟沙星的降解。
Fe(Ⅱ)改性蒙脱石去除Cr(Ⅵ)的性能及其机理研究

Fe(Ⅱ)改性蒙脱石去除Cr(Ⅵ)的性能及其机理研究杜巍;吴宏海;魏西鹏;管玉峰;何广平;张延霖【摘要】通过逐步加入抗坏血酸与硫酸亚铁盐到蒙脱石浆液,制备了一种环境友好型抗氧化型还原功能矿物材料(A-Fe(Ⅱ)-Mt);同时制备了单独加入Fe(Ⅱ)离子改性的蒙脱石Fe(Ⅱ)-Mt,比较这2种还原功能材料对Cr(Ⅵ)的去除性能.结果表明:pH 为2~7时A-Fe(Ⅱ)-Mt去除效果最好,最大去除量为34.9 mg/g,而Fe(Ⅱ)-Mt为26.8 mg/g.反应在90 min内趋于平衡,符合假二级动力学方程.其中,A-Fe(Ⅱ)-Mt 对Cr(Ⅵ)的去除过程:首先Cr(Ⅵ)阴离子被吸附到亚铁改性蒙脱石表面,接着被还原为低毒的Cr(Ⅲ),之后Cr(Ⅲ)可能形成氢氧化物或被蒙脱石吸附而固定.这种去除六价铬的治理方法对于铬的稳定化处置具有高效和安全性,应用前景广泛.【期刊名称】《华南师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(047)006【总页数】9页(P63-71)【关键词】亚铁;抗坏血酸;蒙脱石;去除Cr(Ⅵ);还原【作者】杜巍;吴宏海;魏西鹏;管玉峰;何广平;张延霖【作者单位】华南师范大学化学与环境学院;环境化学省部共建教育部重点实验室,广州510006;华南师范大学化学与环境学院;环境化学省部共建教育部重点实验室,广州510006;华南师范大学化学与环境学院;环境化学省部共建教育部重点实验室,广州510006;华南师范大学化学与环境学院;环境化学省部共建教育部重点实验室,广州510006;华南师范大学化学与环境学院;环境化学省部共建教育部重点实验室,广州510006;华南师范大学化学与环境学院;环境化学省部共建教育部重点实验室,广州510006【正文语种】中文【中图分类】X52近年来,治理Cr(VI)污染的研究热点已转向研制环境友好型功能材料[1],还原改性粘土矿物是一个研究案例.黏土矿物储量丰富、来源广、价格较低,具有表面反应多样性,诸如吸附、氧化还原、非均相催化和表面沉淀等,能够有效控制环境污染物的迁移、转化与归宿[2].研究表明,生态毒物的还原转化过程中,环境中大量的Fe(II)物种是重要的还原剂[3].Fe(II)物种具有不同的形态,包括化合态(如Fe3O4、FeS2和FeCO3等)、结构态(如黏土矿物中类似同像替换)以及吸附态(如离子交换和表面配位).黄铁矿、磁铁矿、菱铁矿和绿锈含有化合态亚铁;黏土结构片层中有可利用的结构态亚铁,已有较多报道[4].但是黏土矿物层间域Fe(II)的还原行为及稳定性仍不太清楚.本文采用离子交换法,使抗坏血酸与亚铁离子结合形成抗坏血酸亚铁配合物阳离子替换进入蒙脱石层间,制备了一种抗氧化型的还原功能粘土矿物材料,通过对废水中Cr(VI) 的去除实验,探讨该材料的还原性能与应用前景.1.1 实验试剂主要化学试剂:硫酸亚铁、抗坏血酸、盐酸、硫酸、磷酸、无水乙醇、铬酸钾、二苯碳酰二肼均为分析纯,钠基蒙脱石购自内蒙古赤峰.实验用水为二次去离子水. 1.2 改性蒙脱石的制备抗氧化型Fe(II)-蒙脱石:250 mL锥形瓶中倒入100 mL水,加入2.0 g蒙脱石(Na-Mt),氮气环境中置于磁力恒温搅拌器(广州比朗仪器有限公司)搅拌30 min,然后加入一定量硫酸亚铁,使混合体系中亚铁离子浓度为0.035 mol/L,加入0.5g抗坏血酸在氮气中搅拌30 min,用橡胶塞密封,继续搅拌8 h,再陈化24 h. 改性产物用超纯水清洗多次,45 ℃下真空干燥12 h,得到白色的抗氧化型Fe(II)蒙脱石,记为A-Fe(II)-Mt.Fe(II)-蒙脱石:主要步骤同A-Fe(II)-Mt制备,但不加抗坏血酸,得到淡黄色的还原剂(颜色变黄的原因可能是部分亚铁离子已氧化成三价铁[5] ),记为Fe(II)-Mt. 干燥、研磨后过0.074 mm筛,密封保存备用.1.3 改性蒙脱石对Cr(VI)的去除实验采用批处理方法,即分别向装有一系列50 mL的溶液的锥形瓶中加入一定量的A-Fe(II)-Mt、Fe(II)-Mt和天然钠基蒙脱石等3种不同去除剂;采用精密pH计(PHS-3C,上海雷磁仪器厂)调节反应所需要的pH;在室温下振荡4 h,经滤膜(0.45 μm)过滤测定滤液的Cr (Ⅵ)含量[6]. 考察下面几个因素的影响(表1).1.4 解析实验采用1 mol/L的盐酸对A-Fe(II)-Mt去除Cr(VI)的固体产物进行酸溶出实验,作用时间24 h,离心分离,经滤膜过滤,测定上清液的Cr(Ⅵ)离子与总Cr含量,判定Cr (Ⅵ)是否发生还原转化[7]1.5 测试方法按照文献[8]的方法,测定总Cr含量用火焰原子吸收分光光度计(TAS-986,北京普析通用仪器有限公司)法;Cr(Ⅵ)含量的测定采用二苯碳酰二肼分光光度法,紫外-可见光光度计(UV-3802 型,尤尼克上海仪器有限公司).2.1 Fe(II)改性蒙脱石的材料表征图1 表示样品在小角度3°~10°的X射线衍射图谱(XRD).通过代入2θ到谢乐公式[9]中,计算出蒙脱石原样的特征峰d(001)为1.23 nm,改性后该特征峰往小角度移动,层间距相应发生了改变:A-Fe(II)-Mt的d(001)a为1.51 nm,说明抗坏血酸亚铁络合离子成功插层; Fe(II)-Mt的d(001)b值亦变为1.52 nm.A-Fe(II)-Mt的该特征衍射峰尖锐,说明改性使得 Fe(II)与抗坏血酸形成配位化合物在蒙脱石层片间发生了有序排列,亚铁离子配合物进入层间域,改性产物呈白色[10].与之相反,Fe(II)-Mt呈黄色,说明部分 Fe(II)被氧化形成Fe(III) [11].分别加入0.25、0.50、1.00 g抗坏血酸,制备了不同的抗坏血酸与Fe(II)改性的还原剂蒙脱石产物(分别记为a、b、c).图2中的XRD图谱上2θ=17.2°位置出现了磁铁矿的{111}峰,且该峰随着抗坏血酸(Vc)投加量的增大而加强.可能由于Vc 可以保护亚铁离子,较多的Fe(II)与三价铁形成了热力学稳定磁铁矿形貌(正八面体),其中{111}面是热力学最稳定晶面[12].此外,仅改变制备样品c的烘干条件,鼓入空气干燥制备而获得了样品d.其{111}相对于样品c的变得弱一些,同时在2θ=12.4°处出现了新的衍射峰,对应位置为纤铁矿FeO(OH) [13].说明不同气氛的烘干制样方法所得到的样品发生了结构形貌的改变,比如亚铁被氧化为三价铁,同时证实了A-Fe(II)-Mt样品中有结构亚铁的存在.A-Fe(II)-Mt的FTIR红外光谱图中2 972 cm-1处出现了—CC—伸缩振动特征峰(图3),证明Vc存在于A-Fe(II)-Mt的复合结构体中;497 cm-1对应的是铁与周围的氧离子结合的吸收峰,归属于铁氧化物中Fe—O的伸缩振动,与Cr(VI)反应后的产物中在497 cm-1处对应吸收减弱,而在1 396 cm-1处出现新的Cr—O 伸缩振动峰.说明A-Fe(II)-Mt对Cr(VI)的还原机制为结构Fe(II)还原Cr (Ⅵ),从而造成对应Fe—O 伸缩振动吸收峰的减弱,出现新的Cr—O伸缩振动峰.改性蒙脱石表面光滑(图4),层片之间有剥离现象,使蒙脱石有更大的比表面积和更强的吸附性能.A-Fe(II)-Mt的EDX分析:A-Fe(II)-Mt中元素质量百分数分别为C:14.15、Si:24.59、O:47.09、Al:8.52、K:0.40、Mg:1.87、Fe:3.38.2.2 Cr(VI) 去除条件的确定2.2.1 溶液Cr(VI)初始质量浓度A-Fe(II)-Mt和Fe(II)-Mt对Cr(VI)的还原去除率都随Cr(VI)初始质量浓度的增加而减小(图5),因为蒙脱石的CEC最大为1.20mmol/g[14],层间域Fe(II)的交换量有限.这样,样品Fe(II)还原容量有限,当溶液中含较高质量浓度的Cr(VI)时,部分Cr(VI)不能被还原转化,故只能少量被吸附在蒙脱石层间或表面.当100 mg的A-Fe(II)-Mt和Fe(II)-Mt投加到初始质量浓度10 mg/L的Cr(VI)溶液中,Cr(VI)的去除率分别达到93%和70%.在A-Fe(II)-Mt 中的Vc不仅能保护Fe(II)不被氧化,而且还能与Cr(VI)发生还原反应,因此该样品对Cr(VI)的去除率明显高得多.2.2.2 去除剂投加量钠基蒙脱石结构含铁量非常少.天然含铁蒙脱石的铁含量一般在2%~3%.由于钠基蒙脱石的永久性负电荷对大阴离子团具有排斥作用,可影响其对Cr(VI)的吸附去除,钠基蒙脱石对Cr(VI)的去除率不明显.A-Fe(II)-Mt和Fe(II)-Mt完全去除Cr(VI)的投加量分别为2.5、4.0 g/L.相对于钠基蒙脱石和含铁蒙脱石,A-Fe(II)-Mt和Fe(II)-Mt对Cr(VI)具有很好的还原去除性能(图6).2.2.3 溶液pH 图7表明,与固体样品等量的亚铁溶液与Cr(VI)发生氧化还原反应([Fe(II)]∶[Cr(VI)]=1.5∶1.0),随pH变化的游离亚铁离子形态影响明显Cr(VI)去除率.由反应式(3)和(4)所示,当溶液pH<4时,H+参与反应,有利于该反应的进行.而由式(5)所示,当溶液4<pH<7时,反应生成H+,使溶液pH升高,去除率也上升.当溶液pH>7时,Fe2+逐渐水解为还原性更强的FeOH+和.因此,在高pH条件下,这些羟基化水解产物极易与溶解氧进一步发生氧化行成Fe(OH)3.由于本实验控制缺氧不充分,影响Cr(VI)去除率,反而出现下降趋势.而当亚铁离子进入蒙脱石层间或形成表面吸附态的Fe(II),受到蒙脱石层面的保护,出现了A-Fe(II)-Mt和Fe(II)-Mt对Cr(VI)的还原去除率相对稳定的情况,即受pH的影响较小,如在中性至酸性(pH 2~7)环境中,去除率几乎不变.但在碱性溶液中,Cr去除率也有所下降,可能同样受到溶解氧的干扰[16].推测在缺氧或地下环境中,蒙脱石与有机质复合体中Fe2+可以实现对Cr(VI)的有效去除,因此,本研究结果可以在土壤或地下水污染修复中应用.2.3 溶液中Cr(VI)去除的动力学模型去除动力学过程分为2个反应阶段(图8),反应前20 min左右,Cr(VI)的去除量迅速提高,归为初始快速反应阶段;之后缓慢进行,反应至90 min趋近于平衡.获得A-Fe(II)-Mt和Fe(II)-Mt两者的最终吸持去除量分别为34.9、26.8 mg/g.本实验确定120 min作为最佳去除反应时间.分别采用拟一级速率方程(式4)、拟二级速率方程(式5)对图5的去除动力学实验数据进行拟合,拟合结果见图9,其相关拟合参数列于表2.从表2列出的相关系数可知, A- Fe(II)-Mt和Fe(II)-Mt两者的还原去除Cr(VI)过程更好的符合假二级动力学模型.而且在该模型中,理论平衡去除量(qe, cal)与实验所得到的平衡去除量(qe, exp)较吻合.反应过程的速率主要取决于最慢的反应阶段的速率,即Cr(VI)先被吸附还原剂表面,后与表面结合的Fe(II)发生快速的还原反应[17-18].之后Cr(III)向内部扩散或进入蒙脱石层间域是缓慢的离子交换吸附过程.2.4 溶液中Cr(VI)的去除机制发现经A-Fe(II)-Mt解析液中含有极少量的Cr(VI),此时解析出来的总Cr几乎为吸附在蒙脱石层间的Cr(III).从吸持量计算得出上清液中理论总Cr,解析与理论值相吻合(图10).Cr元素在A-Fe(II)-Mt还原体系中元素总量守恒,从而证实了去除Cr(VI)的作用机制为Cr(VI)首先被吸附到A-Fe(II)-Mt蒙脱石表面,再被还原转化为低毒的Cr(III),后者被蒙脱石吸附,或与Fe(III)形成氧化物[19].而对Fe(II)-Mt 反应产物进行酸解析,解析的上清液中Cr(VI)含量远多于A-Fe(II)-Mt,说明Fe(II)-Mt的去除机制为表面吸附和Fe(II)还原的共同作用(图11).归因于在样品制备过程中Fe(II)被氧化为Fe(III)形成了磁铁矿.A-Fe(II)-Mt能将一定质量浓度的Cr(VI) 完全还原转化为Cr(III),并固定于蒙脱石复合体中而被稳定去除[20].解析实验的结果表明,还原反应基本将Cr(VI)转化为低毒的Cr(III).为了进一步验证该反应机理,故收集上述A-Fe(II)-Mt与Cr-A-Fe-Mt 2种样品,分析其XRD结构并作了对比(图12).特征衍射峰(001)位置几乎不变,说明在层间存在的Cr(III)或Fe(III)阳离子将层间距继续撑大.A-Fe(II)-Mt出现的类磁铁矿的特征峰(111)在还原产物Cr-A-Fe-Mt对应位置几乎消失,说明A-Fe(II)-Mt的还原作用,首先是表面磁铁矿或端面吸附的Fe(II)、Cr(III)没有形成结晶形态好的产物,所以图谱上只能观察微弱的衍射峰[21].由于层间域中发生离子交换,Cr(III)大部分进入层间域,而且Cr(III)和Fe(III)可以形成羟基聚合物,但有序性降低,从而使得(001)特征衍射峰有所宽化.相比Na-Mt,其他峰值则几乎不变,仅(005)峰消失,其可以归因于天然蒙脱石中杂质矿物相被有机酸还原溶解[22].从A-Fe(II)-Mt和Fe(II)-Mt 2种还原剂解析出来Cr(VI)的含量差别较大(图11),后者吸附较多的Cr(VI),说明该样品以吸附Cr(VI)为主导去除方式,归因于该样品中Fe(II)较大程度转化为Fe(III),这与该样品表面颜色呈黄褐色的现象是一致的.A-Fe(II)-Mt对Cr(VI)的去除方式以还原为主,后进一步吸附固定Cr(III)[23],从而取得很好的去除效果.2.5 反应前后样品中元素变化2.5.1 反应前后样品中元素变化对比分析图13显示了反应前后2种样品的XPS全谱分析,相比反应前后样品的峰值变化结果显示:一是Fe(2P)峰强度有所减弱,形状有所改变,可能是样品反应前后Fe价态发生改变,结合能有所改变;二是反应后的2种样品对应出现了Cr(2P)峰,证明了反应之后的样品中有Cr元素被样品吸附固定.进一步对Cr 2p峰窄谱分析,探讨Cr元素在样品中出现的价态及结合能.2.5.2 Cr 2p 峰XPS分析Cr 2p 的高分辨 XPS 图谱表明(图14),Cr 2p 峰有2个分峰Cr 2p3/2和 Cr 2p1/2的吸收峰.Cr(III)的材料中,Cr 2p3/2的吸收峰位于577.0~588.0 eV,图中出现的 Cr 2p3/2吸收峰位于结合能~577 eV,所以对应的是Cr(III).Cr 2p1/2的吸收峰位于586.7 eV进一步证实了Cr(III)的存在.以上的结果证实 Cr(VI)离子确实被A-Fe(II)-Mt还原,还原的产物为Cr(III)化合物的形式吸附在蒙脱石中,这与解析的结果去除Cr(VI)的机理是一致的.2.5.3 Fe 2p 峰XPS分析研究表明Fe 2P1/2和Fe的2P3/2峰的位置取决于铁的离子状态.同时卫星峰也可以非常敏感判断Fe 2P1/ 2和Fe 2P3/2的氧化价态,这些方法已用于定性测定的离子铁的状态.图15、16分别为A-Fe(II)-Mt及Fe(II)-Mt样品反应前后的Fe 2p的高分辨 XPS图谱,图中结合能在712.1和723.4 eV位置为Fe(II)出现的信号峰,对应Fe(III)的信号峰出现在结合能为714和725.0 eV位置[24].A-Fe(II)-Mt反应前样品中,Fe 2p3/2处中部靠后峰宽较大(图15A),说明在Fe2p峰中Fe(II)的含量占主要成分,将Fe(II)和Fe(III) 2p峰分离,Fe(II)的峰值明显高于Fe(III)的峰,说明A-Fe(II)-Mt的原样品中亚铁占铁含量的主要成分,主要是抗坏血酸的还原作用保护了亚铁避免了在空气中的氧化,图中的存在少量Fe(III)峰也为A-Fe(II)-Mt样品中出现磁铁矿提供了依据.图15B显示,反应后Fe 2p3/2的峰总体要变小和变细,亚铁的峰变小,对应三价铁峰略微变高.对比图15A和图15B,说明亚铁发生还原反应并于表面生成三价铁,通过样品的反应前后Fe 2p峰的对比,可以证实A-Fe(II)-Mt的反应机理与解析实验描述相符.图16A和B分别为Fe(II)-Mt样品反应前后的Fe 2p图谱,显示反应前后Fe2p3/2处亚铁的峰减少,说明Fe(II)-Mt中参加反应的亚铁量很少[25].反应前后Fe(III)的峰强略增,说明在制样过程中Fe(II)-Mt已被氧化,而少量的亚铁成分对还原反应影响很小,所以在去除Cr(VI)反应中,主要的作用是Fe(III)的吸附作用,这与解析实验中Fe(II)-Mt样品解析出较多的Cr(VI)的结果相对应.研究制备了抗氧化型还原功能矿物材料A-Fe(II)-Mt. 通过与单独Fe(II)离子改性的蒙脱石Fe(II)-Mt对比,A-Fe(II)-Mt对Cr(VI)的去除效果更好,因为制备过程中加入的抗坏血酸能起很好的保护作用,使Fe(II)不容易被溶解氧所氧化;同时抗坏血酸与亚铁的配位作用也能增强亚铁的还原性能.对上述2种材料的去除性能研究中发现,在其他条件相同,pH范围为2~7时,去除效果均较佳,但A-Fe(II)-Mt 的去除率更高,最大去除量可达34.9 mg/g,而Fe(II)-Mt的仅为26.8 mg/g.去除反应均符合假二级动力学方程.解析实验表明,Fe(II)-Mt以吸附Cr(VI)为主导去除方式,A-Fe(II)-Mt去除机制为:先还原后吸附并固定Cr(III).A-Fe(II)-Mt完全将Cr(VI)还原成低毒的Cr(III)并吸附固定,从而更加安全稳定将重金属铬污染物从水相还原并转移到固相中,达到无害化处置目的,表明其是一种环境友好的抗氧化型还原功能矿物材料.【相关文献】[1] 石玉敏, 王彤. 铬渣解毒处理处置技术综述[J]. 化工环保, 2008, 28(6): 471-477.Shi Y M, Wang T. 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改性蒙脱土应用现状的研究

改性蒙脱土应用现状的研究摘要:蒙脱土是一种硅铝酸盐粘土,具有层状结构,因它贮量丰富、价格低廉,是近年来受国内外广泛关注的矿物材料之一。
由于其具有的特殊层状结构,使其具有层间可膨胀性,层间阳离子可交换性等特征,决定了蒙脱土在工业领域中的广泛应用。
简要介绍了蒙脱土的结构、基本性质,重点介绍了蒙脱土目前的应用研究状况并展望了其应用前景。
关键词:蒙脱土;结构;应用蒙脱土(MMT)是一类具有层状结构的硅铝酸盐非金属纳米矿物。
由于其具有膨胀性、吸水性、离子交换性等性质特点被广泛地应用。
由于天然蒙脱土颗粒层间距小,层间化学微环境不利于单体插入,从而和单体的相容性差,因此对蒙脱土进行改性能够提高其使用性能并扩大应用领域。
利用改性蒙脱土的层间域这一特殊的化学反应场所,可应用于催化还原、吸附/脱附和光催化等过程中。
本文主要对改性蒙脱土的应用进行论述。
1 蒙脱土的结构与性质天然的蒙脱土是一种形貌为层状的含水硅铝酸盐矿物,其化学通式为(Al2-y,Mgy)Si4010(OH)2·nH20,结构单元中Si-0与Al-O比为2:1。
分子结构包含有三个亚层,在两个硅氧四面体亚层中间含有一个铝氧八面体亚层,层与层之间通过共用氧原子以共价键形式连接,其结构如图l所示。
层和层之间存在的空间叫做层间域,黏土矿物因此具有层间的交换、吸附、催化、聚合等特性。
除此以外,蒙脱土的层间域还具有层间柱撑的特性。
2 改性蒙脱土的应用蒙脱土层间具有可膨胀性,可交换阳离子等特征,在经过改性处理后的蒙脱土,层间距离变大,膨胀性能更好,改善了无机物的界面极性和化学微环境。
这使蒙脱土在纳米复合材料、催化材料和废水处理中都表现出极大地应用能力。
2.1 改性蒙脱土在纳米复合材料中的应用1987年日本丰田公司首次运用原位插层聚合法,把蒙脱石的单位晶胞结构剥离,使之达到纳米级别,均匀分散于尼龙基体中,制备出性能优越的尼龙/蒙脱土纳米复合材料。
随后,聚合物/黏土纳米复合材料引起了研究者的广泛关注。
蒙脱土-壳聚糖磁性微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能

要表现 在 致 癌㊁ 皮 肤 溃 疡㊁ 肝 损 伤㊁ 肺 充 血 等 方 面 [2] ,因此高效处理含 Cr 废水非常重要㊂ 目前, 处 理含 Cr 废水常用方法包括化学还原和沉淀法㊁电渗 析法㊁离子交换法㊁ 膜分离和吸附法 [3-6] , 其中吸附
epichlorohydrin as the cross⁃linking reagent, and the adsorption of Cr ( VI ) on the microspheres was investigated.It was found that the maximum adsorption for Cr( VI) occurred at pH = 3,and the adsorption
2017 年 11 月
第 39 卷第 6 期
JOURNAL OF NANJING TECH UNIVERSITY ( Natural Science Edition)
南㊀ 京㊀ 工㊀ 业㊀ 大㊀ 学㊀ 学㊀ 报㊀ ( 自 然 科 学 版)
Vol.39 No.6 Nov. 2017
doi:10.3969 / j.issn.1671-7627.2017.06.009
The saturated microspheres were desorbed by 0������ 1 mol / L NaOH.Adsorption capacity of Cr( VI) was 120 mg / g after five successive adsorption⁃regeneration cycles, which indicated that the adsorbent could be Key words:chitosan; microspheres; adsorption; regeneration ㊀ ㊀ Cr 及其化合物广泛应用于染料㊁ 制革㊁ 电镀㊁ 摄 影等化工行业,含 Cr 废水的不正当排放已经严重污 染了环境并且危害到人类的健康 [1] ㊂ Cr 在废水中 主要以 + 3 和 + 6 价形式存在,Cr( VI) 对人体危害主
改性蒙脱石吸附水质中洛克沙砷的动力学研究

中图分类号 :5 9 P9
文献标识码 : A
文章 编号 :6 3 12 2 1 )2 0 8 — 4 17 — 6 X(0 1 0 — 0 6 0
A d o p i n Dy a i s o x r o e o s r to n m c fRo a s n n M o i e o t o i o ie d f d M n m rl n t i l
摘 要 : 通过对 蒙脱 石的 改性处理 , 制备 了强化铁铈一 纳基蒙脱石 , 并研 究 了其对废水 中洛克沙砷 的吸附行 为. 结 果 表 明: 液 p 不 同浓度和 温度 对吸附效果均有 明显的影响. Fenl h方程和二 阶吸附动力 学方程 能较好 溶 H、 用 ru di c
地 描 述 四环 素 的 吸 附过 程. 关 键 词 : 化铁 铈 一 基 蒙脱 石 ; 克 沙 砷 ; 附 强 纳 洛 吸
F IJa c n E i—a g 一,G u IKe ,S iZ , h n h AO J n ,L U Ku.U HU Z e .u ( .D p r e t f iiE gneigA h i t osrac eh i l o ee H fi 2 0 ; 1 e at n v nier , n u Wa r nevnyT cnc l g , ee 3 6 3 m oC l n eC aC l 1
改性 蒙脱 石 吸 附水 质 中洛 克 沙砷 的 动 力 学研 究
费家仓 高 军 李 柯 苏馈足 胡真虎 , , , ,
(. 1安徽水利 水电职业技术学 院 市政工程 系 , 合肥 2 合肥 工业 大学 土木与水利工程学 院 , . 合肥 2 10 ; 3 6 3 20 0 ) 30 9
从 图 1 以看 出 ,H对 蒙脱 石 吸 附 洛克 沙 砷 的影 响 可 p
《基于蒙脱土矿物的几种生态环境材料的制备、性能及应用研究》范文
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《基于蒙脱土矿物的几种生态环境材料的制备、性能及应用研究》篇一一、引言随着人类对自然环境的日益破坏,生态环境保护已成为全球关注的焦点。
在此背景下,生态环境材料的研发与应用显得尤为重要。
蒙脱土矿物作为一种天然的纳米材料,具有优异的物理化学性能,广泛应用于生态环境材料的制备。
本文将重点探讨基于蒙脱土矿物的几种生态环境材料的制备、性能及应用研究。
二、蒙脱土矿物的性质与制备蒙脱土矿物是一种以硅酸盐为主要成分的天然矿物,具有较高的比表面积和丰富的离子交换能力。
其制备方法主要包括开采、破碎、磨细、提纯等步骤。
在制备过程中,需注意保持矿物的天然结构,以提高其性能。
三、基于蒙脱土矿物的生态环境材料制备(一)制备方法基于蒙脱土矿物的生态环境材料制备方法主要包括掺杂、复合、插层等。
其中,掺杂法是通过将蒙脱土与其他材料混合,形成具有新性能的复合材料;复合法则是将蒙脱土与其他材料进行复合,形成具有多种性能的复合材料;插层法则是将蒙脱土进行插层处理,以提高其层间性能。
(二)制备实例以蒙脱土与生物质材料复合制备生态环境材料为例,通过将蒙脱土与生物质材料进行复合,形成具有良好生物相容性和环境友好性的复合材料。
该材料可广泛应用于土壤改良、水质净化等领域。
四、基于蒙脱土矿物的生态环境材料性能(一)物理性能基于蒙脱土矿物的生态环境材料具有较高的比表面积和优异的吸附性能,可有效吸附水中的重金属离子、有机物等污染物。
此外,其还具有较好的机械强度和稳定性,可在恶劣环境下长期使用。
(二)化学性能蒙脱土矿物具有丰富的离子交换能力,可与其他离子进行交换,从而提高材料的离子交换性能。
此外,其还具有较好的催化性能和生物活性,可广泛应用于环保、能源等领域。
五、基于蒙脱土矿物的生态环境材料应用(一)土壤改良基于蒙脱土矿物的生态环境材料可应用于土壤改良领域,通过提高土壤的保水性、透气性和肥力,促进植物生长。
同时,还可吸附土壤中的重金属离子和有机物,改善土壤环境。
《2024年改性蒙脱土-溴氧化铋复合材料吸附-光催化降解诺氟沙星的研究》范文
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《改性蒙脱土-溴氧化铋复合材料吸附-光催化降解诺氟沙星的研究》篇一改性蒙脱土-溴氧化铋复合材料吸附-光催化降解诺氟沙星的研究一、引言随着现代工业的快速发展和人们生活水平的提高,水体污染问题日益严重,其中抗生素污染已成为全球关注的焦点。
诺氟沙星(Norfloxacin)作为一种广谱抗菌药物,在医疗、养殖等领域广泛应用,但其残留对水生生态系统的潜在危害不容忽视。
因此,研究有效降解诺氟沙星的方法具有重要的现实意义。
本文提出了一种改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料,通过吸附和光催化的协同作用来降解诺氟沙星。
二、改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料的制备及性质(一)材料制备改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料的制备主要包括蒙脱土的改性、溴氧化铋的合成以及两者的复合过程。
首先,对蒙脱土进行改性,提高其亲水性和比表面积;然后,通过化学沉淀法合成溴氧化铋;最后,将两者按照一定比例混合,制备出改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料。
(二)材料性质改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料具有较高的比表面积和良好的吸附性能,同时溴氧化铋的加入提高了材料的光催化性能。
该复合材料在水中具有良好的分散性和稳定性,有利于诺氟沙星的吸附和光催化降解。
三、吸附-光催化降解诺氟沙星实验(一)实验方法在实验中,我们将改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料加入含有诺氟沙星的溶液中,通过吸附和光催化的协同作用来降解诺氟沙星。
实验过程中,我们考察了不同因素如光照强度、pH值、复合材料用量等对诺氟沙星降解效果的影响。
(二)实验结果实验结果表明,改性蒙脱土/溴氧化铣复合材料对诺氟沙星的吸附和光催化降解效果显著。
在适当的条件下,该复合材料能在较短的时间内将诺氟沙星完全降解,且降解过程中无二次污染产生。
此外,该材料具有良好的重复使用性能,降低了处理成本。
四、机理分析(一)吸附机理改性蒙脱土/溴氧化铋复合材料具有较高的比表面积和丰富的活性位点,有利于诺氟沙星的吸附。
吸附过程中,诺氟沙星通过静电作用、氢键作用等与材料表面发生相互作用,从而实现诺氟沙星的有效去除。
《2024年基于蒙脱土矿物的几种生态环境材料的制备、性能及应用研究》范文
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《基于蒙脱土矿物的几种生态环境材料的制备、性能及应用研究》篇一一、引言随着人类对自然环境的日益破坏,生态环境保护已成为全球关注的焦点。
在材料科学领域,生态环境材料的研究与应用显得尤为重要。
蒙脱土矿物作为一种天然的纳米材料,具有优异的物理化学性质,如高比表面积、良好的吸附性能、离子交换性等,因此在生态环境材料领域具有广泛的应用前景。
本文将重点研究基于蒙脱土矿物的几种生态环境材料的制备、性能及应用。
二、蒙脱土矿物的性质与制备蒙脱土矿物是一种由两层硅氧四面体与一层铝氧八面体组成的层状结构矿物质,具有良好的吸附性能、离子交换性和可塑性等特性。
蒙脱土的这些性质主要得益于其独特的层状结构和丰富的表面活性基团。
制备蒙脱土基生态环境材料的方法主要包括插层法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
其中,插层法是一种常用的制备方法,通过将有机或无机分子插入蒙脱土的层间,可以改善其性能,如提高其热稳定性、增强其机械强度等。
三、基于蒙脱土矿物的生态环境材料制备(一)环境治理材料基于蒙脱土的环境治理材料主要应用于水处理和土壤改良。
通过插层法制备的有机改性蒙脱土可以用于处理含有重金属离子或有机污染物的废水,其优异的吸附性能可以有效地去除水中的污染物。
此外,蒙脱土基复合材料还可以用于土壤改良,提高土壤的保水性和肥力。
(二)环保涂料蒙脱土基环保涂料具有优异的耐候性、抗裂性和环保性。
通过溶胶-凝胶法将蒙脱土与有机硅氧烷等有机物结合,可以制备出具有良好成膜性能的涂料。
这种涂料不仅具有优异的装饰性能,还能有效地防止环境污染。
(三)环境修复材料蒙脱土基环境修复材料主要用于修复被污染的土壤和水体。
其具有良好的离子交换性能和吸附性能,可以有效地吸附和去除土壤和水体中的污染物。
此外,蒙脱土基环境修复材料还具有较高的生物相容性,可以与土壤中的微生物协同作用,加速污染物的降解。
四、性能与应用研究(一)性能研究基于蒙脱土的生态环境材料具有优异的物理化学性能,如高比表面积、良好的吸附性能、离子交换性、耐候性等。
改性蒙脱土去除水中重金属离子研究新进展
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2018年第37卷第8期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3179·化 工 进展改性蒙脱土去除水中重金属离子研究新进展梁亚琴,张淑萍,李慧,毛晓明,李燕,周立华,杨文卓(长治学院化学系,山西 长治 046011)摘要:重金属离子污染具有非降解性、持续存在和累积的性质,影响着人类的生命安全。
如何从水中去除重金属离子已经成为治理水污染的核心问题之一,其方法之一就是采用改性蒙脱土进行吸附处理。
本文介绍了近年来重金属离子吸附用改性蒙脱土的研究新进展,重点回顾了无机改性蒙脱土、有机改性蒙脱土和无机有机复合改性蒙脱土的改性方法及其对重金属离子的去除能力及机理。
提出今后改性蒙脱土研究的主要方向是合成多功能高吸附性的蒙脱土高分子复合微球、蒙脱土高分子凝胶和滤膜材料等,为今后改性蒙脱土作为重金属离子优良吸附剂的研究有一定的指导意义。
关键词:改性蒙脱土;重金属;吸附;水污染中图分类号:TQ028 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2018)08–3179–09 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2096Progress in development of modified montmorillonite for adsorption ofheavy metal ionsLIANG Yaqin , ZHANG Shuping , LI Hui , MAO Xiaoming , LI Yan , ZHOU Lihua , YANG Wenzhuo(Department of Chemistry, Changzhi College, Changzhi 046011, Shanxi, China )Abstract: Heavy metal pollution represents a serious threat to the living population because of their non-degradable, persistent, and accumulative nature. How to remove heavy metal ions from the water has become one of key water issues, and one of the most effective treating methods is adsorption with modified montmorillonite. In this paper, the progress in development of modified montmorillonite for adsorption of heavy metal ions was reviewed, in particular, the sorts and structures of the modified montmorillonite were introduced, such as organic modified montmorillonite, organic modified montmorillonite, and inorganic-organic clay. The paper summarizes the removal ability and mechanism of heavy metal ions by modified montmorillonite and confirms that the modified montmorillonite have excellent feasibility in adsorbing heavy metal ions in water. The preparation of efficient multipurpose montmorillonite/polymer microspheres, hydrogels and membranes will be the research direction of the future. This paper can provide certain scientific directions for study on the modified montmorillonite for adsorption of heavy metal ions in the future research.Key words: modified montmorillonite; heavy metals; adsorption; water pollution随着工业化进程的不断加快,水污染已经成为一个热点、难点问题,从水中去除各种有毒物质已经成为治理水污染的核心[1]。
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S u y o o m o il n t g n c m o fe nd t d n M nt r lo ie Or a i 。 dii d a Ad o p i n Pr p r i s t s r to o e te o Cr +
GE Jn l n W ANG u n h Z U n b o i—o ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ, Ch a — u, H La — a
(L b r t r f C e sr n tra sS in e,Be g uColge a o ao yo h mity a d Ma e il ce c n b le ,Be g u2 3 3 ,C i a) n b 3 0 0 hn
Cr wa t de . Th b o p i n e p r e t r a r d o to b o p i n t s s u id e a s r t x e i n s we e c r i u n a s r t i ,p v l e o i— O l u d o m e o me H a u ,s l t —i i d q
Ab ta t O r ni— o m orlo t a p e ar d. I w a c a a t rz d sr c : ga c m nt il nie w s r p e t s h r c e ie by R , XRD a d I n TEM . The e uls r s t s ow h t t 。 ga c m o t o iln t s 2 5 m nd t ic t no a e sofM M T l y i f it d. h t a hed。lofor ni- n m rlo ie i .1 6 n a hesl ae na l y r i c a sex ol e a I a s a id t tt r r ga o i e c l t d Ads r i ope te g i— ont o il ie t tw salo c n be fn ha he e a e or n —nt r a a e . o pton pr ris ofor anc m m rlon t o
r i d e pe a ur . The e uls ndia e ha t optm ia i c ndii of ds pton O ato an t m rt e r s t i c t t t he i z ton o tons a or i t Cr a e s r a
认 为 吸 附机理 主 要 在 于 阳离 子 交 换 吸 附 特性 , 并
且符合 F e n l h的等 温 吸 附 . 小 隆 等l 研 究 r u di c 马 _ 4 发现 , H 值 对 蒙脱 土 吸附 铬 ( ) p VI 有较 大影 响 , 吸 附主要 是 通过 离 子 交 换 和 表 面 络 合 吸 附 作 用. 然
摘 要 :对 蒙 脱 土 进 行 了有 机 改性 . 征 结 果 表 明 : 机 基 团 已 经 进 入 到 蒙 脱 石 的 结 构 之 中(R ; 性 后 有 机 蒙 表 有 I)改 脱 土 层 间距 为 2 16n XR ) 晶 层 结 构 被 解 离 , 疏 松 , 间 被 改 性 剂 插 层 ( E ) 以 制 备 的有 机 蒙 脱 土 对 . 5 m( D ; 较 层 T M . 废 水 中 的铬 进 行 了 吸 附 研 究 . 果 表 明 , 铬 吸 附 的 最 优 化 条 件 是 : 附 时 间 为 4 n H 值 为 5 固 液 比 为 结 对 吸 0mi,p , 1 / 温 度 为 4 8g L, O℃ ; 时 , 附 率 可 达 7 . 此 吸 9 关 键 词 :蒙 脱 土 ;有 机 改 性 ;铬 ( I ; 附 V) 吸
文 章 编 号 : 0 4 4 5 ( 0 0 0 —0 70 1 0 — 3 3 2 1 ) 10 5 — 4
蒙脱 土 有 机 改性 及 对 铬 的 吸 附性 能研 究
葛 金 龙 , 王 传 虎 , 朱 兰保
(蚌 埠 学 院 化 学 与 材 料 实 验 室 , 徽 蚌 埠 2 3 3 安 3 0 0)
第 3 6卷 第 1 期 21 0 0年 3月
延 边 大学 学 报( 自然科 学 版 )
J u n lo n inUnv riy ( t rl ce c ) o r a fYa ba iest Na u a in e S
V oL 3 NO.1 6 M a .2 0 r 01
fl ws b o bn i b u 0mi ,p v le5 e eau e4 ℃ ,s l -ol ud rt 8g L. ol :a s r igtmea o t4 n H au ,tmp rtr 0 o oi t-i i ai 1 / d q o
Ke r s ywo d :mo t rl nt ;o g ncmo iy h o u ( ) d o p in n mo io i l e ra i d f ;c r mim Ⅵ ;a s r t o
0 引言
铬具 有较 大 的毒 性 , 容易 被人 体 吸收 并蓄 积.
工业 废 水 中 的重 金属 以铬 ( ) 主 , 以铬 酸 盐 VI 为 即 和重 铬 酸盐 的形 式存 在 , 因此 含 铬 ( ) VI 的废 水 必 须处 理达 标后 方 可 排 放 _ . 1 由于 蒙 脱 土 、 石 、 ] 沸 硅