聚合物改性膨潤(rùn)土及其對(duì)橙黃Ⅱ的吸附.pdf

1、本論文旨在通過(guò)制備聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨改性膨潤(rùn)土(Bent-PDMC)、聚苯胺改性膨潤(rùn)土(Bent-APTES-PANI)和聚乙烯亞胺改性膨潤(rùn)土(Bent-CPTES-PEI)三種新型膨潤(rùn)土基吸附材料來(lái)有效處理染料廢水。通過(guò)多種技術(shù)手段研究了聚合物改性膨潤(rùn)土的層間距、電勢(shì)特性、外觀形貌和聚合物含量的變化，確定改性膨潤(rùn)土的性能特征。選用橙黃‖作為吸附質(zhì)，研究了溶液pH、接觸時(shí)間、溫度和吸附質(zhì)初始濃度對(duì)吸附性能的影響，測(cè)定不同吸附

2、劑的最佳吸附條件，進(jìn)一步研究了吸附動(dòng)力學(xué)、吸附等溫線和吸附熱力學(xué)，進(jìn)而推斷出吸附機(jī)理，最后通過(guò)比較多種吸附劑對(duì)陰離子染料的吸附性能，確定本論文中三種聚合物改性膨潤(rùn)土作為吸附劑在染料廢水處理方面的可行性。
　　本論文的內(nèi)容及成果如下:
　　(1)選用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、苯胺和聚乙烯亞胺制備出三種聚合物改性膨潤(rùn)土吸附劑。紅外光譜、X-射線衍射、掃描電子顯微鏡和熱失重分析結(jié)果表明改性后膨潤(rùn)土層間結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化并且聚合物

3、含量越高層間結(jié)構(gòu)變化越大;zeta電位測(cè)定表明改性膨潤(rùn)土電負(fù)性由負(fù)電性變?yōu)檎娦浴?br>　　(2) Bent-PDMC、Bent-APTES-PANI和Bent-CPTES-PEI對(duì)橙黃‖的最大吸附量分別為209、357和1274 mg/g。吸附試驗(yàn)結(jié)果表明:溶液pH值對(duì)改性膨潤(rùn)土吸附量無(wú)影響，橙黃‖溶液初始濃度越大，吸附量越高;Bent-CPTES-PEI吸附時(shí)間最少，達(dá)到平衡需要40 min，而B(niǎo)ent-APTES-PANI吸附最

4、慢，需要240 min; Bent-PDMC隨著溫度升高吸附量略微減小，Bent-APTES-PANI隨著溫度升高吸附量先增加后減小，而B(niǎo)ent-CPTES-PEI隨著溫度升高吸附量逐漸增大。
　　(3)三種吸附劑均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附過(guò)程均可用Langmuir吸附等溫線進(jìn)行描述。熱力學(xué)研究表明:Bent-PDMC吸附過(guò)程是一個(gè)放熱且熵增加的自發(fā)過(guò)程;Bent-APTES-PANI吸附過(guò)程是一個(gè)吸熱且熵減小的自發(fā)過(guò)程;而B(niǎo)e

5、nt-CPTES-PEI吸附過(guò)程是一個(gè)吸熱且熵增加的自發(fā)過(guò)程。
　　(4) Bent-PDMC最佳吸附條件為橙黃‖初始濃度為500 mg/g，溫度為298 K且吸附時(shí)間為80 min; Bent-APTES-PANI最佳吸附條件為橙黃‖初始濃度為500 mg/g，溫度為308 K且吸附時(shí)間為240 min; Bent-CPTES-PEI最佳吸附條件為橙黃‖初始濃度為1500 mg/g，溫度為318K且吸附時(shí)間為40 min。

6、>　　(5)比較三種吸附劑得出:吸附原理均為吸附劑表面陽(yáng)離子(-NR3+)與橙黃‖分子磺酸基(-SO32-)的離子相互作用;正電性大小與吸附量無(wú)關(guān);吸附劑中聚合物含量越高，吸附量越大。
　　(6)通過(guò)比較不同吸附劑對(duì)陰離子染料的吸附性能，結(jié)果表明本文合成的三種吸附材料具有較好的吸附性能，特別是Bent-CPTES-PEI吸附劑吸附量高于活性炭類吸附劑。作為廉價(jià)、高效且合成與后處理簡(jiǎn)單的吸附劑，Bent-CPTES-PEI可取代活性