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利用殼聚糖季銨鹽對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性

時(shí)間:2014-05-29 09:39:17

作者:世邦機(jī)器

有機(jī)膨潤(rùn)土是通過在膨潤(rùn)土表面用長(zhǎng)鏈烷有機(jī)陽(yáng)離子交換無機(jī)陽(yáng)離子得到的。處理染料廢水常用的有機(jī)改性劑有長(zhǎng)鏈烷基伯胺仲胺、淑胺、季銨鹽、酰胺以及季磷鹽等。使用的有機(jī)膨潤(rùn)土主要有兩類:一類是用單一銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑改性的有機(jī)膨潤(rùn)土;另一類是用兩種不同碳鏈的季銨陽(yáng)離子表面活性劑改性制得雙季銨鹽陽(yáng)離子有機(jī)膨潤(rùn)土。有機(jī)膨潤(rùn)土的制備方法分為濕法和干法兩種,大多為膨潤(rùn)土和季銨鹽陽(yáng)離子作用,季銨鹽陽(yáng)離子進(jìn)入膨潤(rùn)土的層間,不但使有機(jī)膨潤(rùn)土的層間距增大,還由于礦物表面是有機(jī)相而使疏水性得以改善,從而增強(qiáng)了去除有機(jī)污染物的能力。

用HDTMA/膨潤(rùn)土處理含極性化合物亞甲基藍(lán)、苯甲酸、水楊酸的廢水,取得了良好的效果。

采用8-羥基喹啉對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性,制備了新型有機(jī)改性膨潤(rùn)土,膨潤(rùn)土設(shè)備對(duì)影響印染廢水脫色率的因素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,當(dāng)PH值為3.5、改性土投放量為7g/L、攪拌速度為25r/min、攪拌時(shí)間為20min、沉淀時(shí)間為70min時(shí),改性土對(duì)直接耐曬翠藍(lán)和酸性橙紅染料模擬廢水的脫色率分別可達(dá)94.1%和74.4%,對(duì)直接耐曬翠藍(lán)的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)速率方程,該改性土更適合直接耐曬翠藍(lán)染料的脫色。

以膨潤(rùn)土為原料,利用殼聚糖季銨鹽對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性,通過正交試驗(yàn),膨潤(rùn)土價(jià)格確定了改性膨潤(rùn)土處理模擬印染廢水的出眾條件是PH值為3.0、投土量為14g/L、攪拌速度為150r/min、攪拌時(shí)間為20min。離心時(shí)間為8min。對(duì)直接耐曬翠藍(lán)和酸性橙紅的脫色率分別高達(dá)94.6%和80.3%,改性土對(duì)直接耐曬翠藍(lán)的脫色效果優(yōu)于對(duì)酸性橙紅的脫色效果。

將殼聚糖與膨潤(rùn)土結(jié)合,研制出一種符合吸附劑,用于染料溶液的脫色。與單一的殼聚糖或膨潤(rùn)土相比,膨潤(rùn)土負(fù)載殼聚糖對(duì)酸性大紅等染料有顯著的脫色作用。值得的膨潤(rùn)土負(fù)載殼聚糖在PH值小于10的溶液中,投加量為0.01g/mL,高速攪拌(100r/min)5min的條件下,脫色效果卓越。

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若在分散液中加入金屬陽(yáng)離子,尤其是高價(jià)金屬陽(yáng)離子,或是降低溶液的堿度至中性甚至弱酸性時(shí).則附聚體會(huì)發(fā)生聚集、絮凝,分散液呈濃厚懸浮液,顆粒增大,均勻程度差,絮凝發(fā)展到整個(gè)體系時(shí)即成凝膠,比較稀雹不穩(wěn)定的蒙脫石分散液隨附聚的發(fā)展顆粒逐漸增大,蒙脫石顆粒末了產(chǎn)生沉積。

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綜上所述,在通常條件下,被金屬陽(yáng)離子飽和的蒙脫石礦物內(nèi)表面(層間域)的酸性要比周圍環(huán)境的pH值要低1-2,這種酸性主要來源于層間金屬陽(yáng)離子周圍的水合水分子電離出的H+,產(chǎn)生Bronsted酸性。

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方曉明(2003)對(duì)嘭潤(rùn)土納米層間進(jìn)行有機(jī)改性以擴(kuò)大層間距,是制備有機(jī)物/蒙脫石納米復(fù)合材料的前提步驟。采用正交試驗(yàn)法,系統(tǒng)考察了膨潤(rùn)土納米層間改性過程中反應(yīng)體系的溫度、pH值、固液比、季銨鹽用量、反應(yīng)時(shí)間等工藝條件對(duì)改性效果的影響。

無機(jī)改性膨潤(rùn)土的應(yīng)用

采用鐵聚合物對(duì)蒙脫石進(jìn)行改性,研究了聚合物種類、鐵聚合物用量等對(duì)改性蒙脫石色性能的影響,探討了脫色的適宜條件。

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進(jìn)一步對(duì)這4種土經(jīng)環(huán)氧插層復(fù)合后的剝離程度進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),在復(fù)合體系未固化時(shí),4種有機(jī)土的層間距相等,但在使用間苯二胺固化后的復(fù)合體系,經(jīng)伯銨鹽、仲銨鹽處理的有機(jī)土能夠剝離,而經(jīng)叔銨鹽、季銨鹽處理的有機(jī)土不能剝離。

國(guó)外膨潤(rùn)土資源的開發(fā)利用狀況

美國(guó)是世界上開發(fā)利用膨潤(rùn)土較早的國(guó)家,早在1921年就建起了前列座膨潤(rùn)土礦加工廠。之后其產(chǎn)量逐年增加,20世紀(jì)40-80年代,產(chǎn)量由100萬噸增至418萬噸,近年增至9000萬噸以上。

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