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                  1. 當前位置:首頁 ? 新聞資訊 ? 產品專題

                    膨潤土改性及其在環境治理中的應用

                    由于結構因素,天然膨潤土內表面積比較大,內表面帶來巨大的內表面能,使其具有較好的吸附能力。雖然膨潤土吸附性能較好,但是在未改性的條件下,天然膨潤土處于水中時,層間離子會出現水解反應,降低其吸附能力,也就限制了膨潤土在污染處理中的應用,因此,有必要對膨潤土進行改性處理。

                    1、膨潤土改性技術

                    (1)高溫改性
                    天然膨潤土表面的水膜對污染物吸附有阻礙作用,經過高溫焙燒后,膨潤土內部以各種形式存在的水分都會蒸發,而且帶走部分雜質,這樣使得膨潤土空間結構得到擴展,內部孔隙被打開,為吸附污染物創造了空間。但是,當焙燒溫度過高時,高溫會對膨潤土結構造成破壞,使其空隙率降低,吸附性能下降。
                    (2)超聲改性
                    短時間超聲會使膨潤土結構疏松,層間距變大,有害的重金屬離子更易進入;長時間超聲會使膨潤土晶體片層表面的Si-O-Si鍵發生變化,增加金屬離子與膨潤土表面鋁氧位的接觸機會,使膨潤土對金屬離子的專性吸附有所增強。

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                    (3)金屬改性和磁性改性
                    常見的金屬改性物為Fe和La,其中鑭改性膨潤土(LMB)是一種廣泛應用于磷處理的吸附劑。隨著技術的發展,金屬離子不再單純作為金屬改性劑發揮作用,而是以磁性劑的功能嵌入膨潤土中。
                    (4)酸改性
                    膨潤土層間離子原本為Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,酸改性就是通過酸浸泡膨潤土,析出層間陽離子,疏通膨潤土間的孔道,使吸附質更易在內部擴散。同時,H+進入膨潤土層間,代替原有離子,減弱膨潤土層間作用力,增加了陽離子交換能力(CEC)和吸附能力。

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                    (5)有機改性
                    天然膨潤土因為層間離子存在的原因,表現為親水性,不利于吸附有機污染物。有機改性就是利用有機物中的官能團或是有機物來替代膨潤土層的陽離子,這樣不僅讓所得到的改性膨潤土轉變為親油疏水性,更增大了層間距,加強了容污能力、離子交換能力。根據相似相容原則,其對有機污染物的表面吸附能力得到提升。
                    (6)無機改性
                    無機改性是指利用膨潤土的層間正離子可交換的特性,根據無機物材料的水解反應,令其中的金屬離子進入膨潤土層間來換置出可互換的正離子,從而制取無機改性膨潤土。膨潤土經無機改性后,層間距顯著擴大,比表面增大,吸附效果顯著提高。

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                    (7)無機-有機復合改性
                    無機-有機復合改性是指利用膨潤土的層空隙較大及正離子可交換的特性,先利用無機高聚物將其層間域展開,再利用活化劑更改膨潤土的表層特性。
                    2、改性膨潤土在環境治理中的應用
                    (1)重金屬污染物
                    以不同濃度的鹽酸、硝酸、磷酸和硫酸對膨潤土進行改性處理,研究改性膨潤土對Cd-Zn-Pb-Cu四元復合體的吸附效果。結果發現,隨著酸濃度的增加,其對Pb離子、Cu離子的吸附能力均出現不同程度的降低。通過聚陰離子纖維素、黃原膠改性膨潤土對重金屬污染物進行吸附研究,發現其對Pb離子的吸附效果較好。
                    (2)有機污染物
                    利用鈉基膨潤土吸附香芹醛,通過不同的吸附質濃度和不同的固液比得到吸附結果,最大單位吸附量為110mg/g。利用熱改性膨潤土(CVL)對環丙沙星的吸附性能進行研究,發現在25℃的情況下最大單位吸附量可以達到114.4mg/g。
                    分別對膨潤土進行了堿改性、鹽改性、表面活性劑改性,發現三種不同的改性膨潤土對甲基藍的去除率分別為73.25%、81.62%、85.06%。采用陽離子淀粉-膨潤土體系吸附處理,發現陽離子淀粉-膨潤土體系對于簡單污染物的處理效果明顯。
                    (3)無機污染物
                    研究發現,先用纖維棉處理混合水樣,再用殼聚糖改性膨潤土處理混合水樣,吸附絮凝性能最佳。在農業生產中,氮、磷作為重要的化肥原料,對于糧食生產具有重要的作用,但是近年來土壤中氮、磷的流失對水資源造成污染。天然土壤對二者的截留率不高,而經過鑭改性的膨潤土(LMB)對其截留率達到93.9%。因此,鑭改性膨潤土既可以保證氮、磷在土壤中的留存量,又可以治理農業生產污染,具有很好的應用前景。

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