分离膨润土中的重金属

膨润土是我国含量丰富的一种粘土矿物，具有独特的晶体结构，使其对重金属离子等具有良好的交换性和选择性。膨润土应用于废水处理，具有操作简便、效果好、成本低廉等优势。改性处理能大大提高膨润土的吸附性能，并能有效吸附水溶液中的重金属离子等污染物质。 膨润土在自然界储量丰富,其主要成分为蒙脱石。由于蒙脱石自身独特的层状铝硅酸盐结构而具有巨大的吸附潜能。采用适当的方法进行改性,使膨润土中蒙脱石的比表面积得到极大的提高,从而显著地改善其吸附性能。以提高膨润土中蒙脱石的吸附性能并用于去除水中重金属离子为主要研究内容,研究蒙脱石的表面性质与吸附性能的相关性。在传统外源柱撑的基础上,重新分析合成过程,提出内源柱撑的合成新方法。并研究了蒙脱石柱撑后的层间距、比表面积和孔径分布等物理参数。以市售膨润土为原材料,采用内源柱撑的改性法制备柱撑蒙脱石,采用BET方程分析和计算比表面积、孔容、孔径分布等。研究了浆固含量、反应时间、pH和反应温度等因素对蒙脱石比表面积和孔容孔径的影响。研究结果表明:pH和反应温度是影响柱撑蒙脱石比表面积和孔结构参数的主要因素。通过优化柱撑条件,制备出了比表面积和平均孔容分别高达223.12m~2/g和0.4981cm~3/g的内源柱撑蒙脱石。与膨润土原土和传统方法制得的柱撑土相比,内源柱撑土吸附性能优异。对汞离子和铅离子溶液,内源柱撑土对其的最佳吸附pH分别为7和6,最佳吸附时间分别为90min和60min。在相应的最佳吸附条件下,250mg内源柱撑土对100mL浓度都为10mg/L的汞和铅溶液分别能接近百分之百去除,传统方法制得的柱撑土需300mg、原土需800mg才能分别对其几乎完全吸附。即内源柱撑土的吸附能力分别是传统方法制得的柱撑土和原土的1.2倍和3.2倍。准二级动力学方程和Elovich方程能很好地描述内源柱撑土和外源柱撑土对Hg~(2+)、Pb~(2+)的吸附过程,化学吸附控制了吸附过程的速度。且平衡吸附量qeq与平衡浓度C_(eq)之间的关系符合Freundlich等温方程。