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改性凹凸棒土及其在水处理中的应用
发布日期:2018-06-06

凹凸棒土是我国一种储量丰富的矿产资源,作为一种效果显着的环保吸附材料,在水处理中有开发成本低廉的特点。对凹凸棒土进行改性处理,增强其吸附性,可以取得更好的水处理效果。

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凹凸棒土基本性质和改性
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凹凸棒土又称坡缕石或坡缕缟石,是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物,属于典型的纳米—亚微米非金属。

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凹凸棒石具有比表面积大、耐高温、耐盐碱的特点,而且具有可塑性、脱色性、热稳定性、吸附性、催化性、离子交换性、化学惰性等诸多物化性能。

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吸附性能

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凹凸棒土的吸附性取决于其较大的比表面积、表面物理化学结构及其离子状态,其吸附作用包括物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。

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载体功能

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凹凸棒土具有特殊的孔道结构、界面性质以及较大的比表面积,使其成为一种理想的催化剂载体,可以直接或通过适当表面改性处理后用于固载催化剂。

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改性处理

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经过改性,凹凸棒土的比表面积增大,吸附性,催化性等性能大大提高。

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酸化法
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凹凸棒土经酸浸泡后的凹土内部孔数目增加,比表面积增大。同时将凹凸棒土孔道中的部分杂质去除掉。酸化后凹凸棒土的吸附性,脱色性等性能增强。

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热活化法
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热活化法包括传统的煅烧法与微波加热处理

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煅烧法是将凹凸棒土放在煅烧炉中,通过不同的煅烧温度对材料进行高温改性,可以先后去除凹凸棒土的表面水和结构骨架中的结构水,提高凹凸棒土的吸附新性能。但是在加热过程中温度的控制相对比较困难,加热材料是容易烧焦,耗能较大。

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微波加热是指频率在300Mhz到200GHz,波长在1m~0.1mm内的电磁波,位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间,目前工业上主要应用的微波频率为915MHz和2450MHz。微波加热可以使物质均匀受热,减少热量的传递时间,保证加热高效进行。

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有机改性方法
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表面活性剂和偶联剂是凹凸棒土较常用的有机改性剂。对凹凸棒土进行有机改性后,凹土内部层间距扩大,同时凹土颗粒表面疏水性得到改善,增强吸附有机物的能力。

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改性凹凸棒负载纳米铁
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改性凹凸棒土主要应用于水处理中,用来吸附水中的重金属物质和其他有害物质,同时,改性凹凸棒土还可作为纳米铁的载体,使纳米铁发挥对水净化更好的性能,二者结合,实现对水更好的净化。

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纳米铁是指粒径在1~100nm范围内的零价铁颗粒。具有吸附性强,还原性强的特点。纳米铁在水处理中取得很好的效果,但由于纳米铁颗粒小,比表面积大,所以容易团聚,易被氧化,因此需要对纳米铁进行改性处理来提高其稳定性。

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改性凹凸棒土负载纳米铁对水资源的处理
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工业技术的快速发展,进入水中的污染物数量和种类急剧增加,水体污染严重,加剧了水资源的紧张。利用凹凸棒土对水中的重金属离子、有机物等进行吸附实现了对水的处理,同时改性凹凸棒土负载纳米铁也有效解决了纳米铁稳定性差、不易存储以及容易发生聚集的问题,在水净化中起到了更好的效果,对水中的硝酸盐、重金属离子、放射性物质等都有良好的去除效果。

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总结

改性凹凸棒土以及作为载体制成的改性凹凸棒土负载纳米铁都对水资源有良好的净化作用,使得还原速度和效率都大大提高,既改善了水质又不会污染水体环境。对凹凸棒土进行改性并结合其他材料的运用是凹凸棒土发展的一个重点方向,接下来仍需对凹凸棒土的改性加强进一步的研究。

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