磁性膨潤(rùn)土對(duì)重金屬的去除和再生性能的研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市工業(yè)化和現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，帶來的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，其中水體中的重金屬污染問題凸顯。使得大量的水體中的金屬離子嚴(yán)重超標(biāo)，這直接危害著我們?nèi)∷搭^的水質(zhì)質(zhì)量。重金屬污染是指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。因此，迫切需要研究開發(fā)一種新型的除污染新工藝功能材料。
　　本課題選取鈉基膨潤(rùn)土為原材料，F(xiàn)eCl2·4H2O和FeCl3·6H2O作為磁化劑，采用化學(xué)共沉淀方法制備磁性膨潤(rùn)土（以下簡(jiǎn)稱“磁性膨潤(rùn)土”）。

2、以對(duì)污染水中Cu2+和Zn2+的去除效果為評(píng)價(jià)指標(biāo)，制備用于去除污染水體中的Cu2+和Zn2+的新型水處理劑。并對(duì)磁性膨潤(rùn)土的制備條件進(jìn)行優(yōu)化分析;對(duì)磁化前后的膨潤(rùn)土的表面形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征對(duì)比分析，初步探討其改性機(jī)理;且考察各反應(yīng)條件對(duì)磁性膨潤(rùn)土去除污染水中Cu2+和Zn2+去除效果的影響，探討其機(jī)理。
　　磁性膨潤(rùn)土制備實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，去除污染水中初始濃度為20mg/L的Cu2+和25mg/L的Zn2+，其中Fe3+和Fe

3、2+不同的摩爾比(n)、土與鐵混合物的質(zhì)量比(Fe/S)、晶化時(shí)間(t)、反應(yīng)溫度(T)。最佳制備工藝的條件為:n=2,T=80℃，t=2h，F(xiàn)e/S=2。
　　對(duì)磁化前后的膨潤(rùn)土進(jìn)行了X-射線能譜(EDS)、磁滯曲線、電鏡掃描(SEM)、紅外線光譜(FT-IR)、X-射線衍射(XRD)等手段的表征，結(jié)果顯示:膨潤(rùn)土經(jīng)磁化后，表面特性發(fā)生明顯變化，磁性膨潤(rùn)土中的磁化物質(zhì)已與膨潤(rùn)土層間結(jié)合，形成了氧化鐵/膨潤(rùn)土共價(jià)鍵;磁性膨潤(rùn)土的層

4、間距由1.280 nm增大至1.654 nm。
　　考察了各反應(yīng)條件對(duì)去除污染水中Cu2+和Zn2+的影響，結(jié)果顯示:磁性膨潤(rùn)土對(duì)Cu2+和Zn2+具有良好的去除效果;去除率隨著磁性膨潤(rùn)土投加量的增大而增大，當(dāng)達(dá)到飽和值后，再增加投加量，對(duì)Cu2+和Zn2+去除率的影響效果不明顯;pH值在7-7.2范圍內(nèi)對(duì)Cu2+的去除效果最佳，pH值在6.8～7.5范圍內(nèi)對(duì)Zn2+的去除效果最佳;沉淀30 min前，濁度去除率增長(zhǎng)比較的顯著，隨

5、著沉淀的時(shí)間增加，濁度去除率趨于平衡;隨著反應(yīng)時(shí)間的增大，磁性膨潤(rùn)土對(duì)Cu2+和Zn2+的去除率逐漸增大，達(dá)到飽和后，再逐漸降低;而隨著反應(yīng)溫度的升高，磁性膨潤(rùn)土對(duì)Cu2+和Zn2+的去除率增長(zhǎng)的幅度不大。
　　進(jìn)行了磁性膨潤(rùn)土的再生實(shí)驗(yàn)，通過超聲波、酸再生和堿再生考察了磁性膨潤(rùn)土再生利用的可能性。結(jié)果顯示:用酸再生和堿再生的方法再生5次后，對(duì)Cu2+和Zn2+的去除率可以保證在50％以上，去除效果較好;而超聲波的方法相比前二者，