​针对改良有机膨润土的脱色特质的分析

文章来源:本站 发布时间:2013-06-15

有机膨润土的制备一次改性膨润土:准确称取16.0g钠基膨润土于500mL三角烧瓶中,加入去离子水配成固液比为8%的悬浊液,搅拌均匀后与一定浓度的CTMAB或CPAM溶液充分混合,60℃下恒温振荡6~12h,冷却至常温后过滤,洗涤,90℃下烘干,粉碎过100目筛备用。二次改性膨润土:将10g上述方法制得的CTMAB插层膨润土与一定浓度的CPAM溶液混合,搅拌均匀后60℃下恒温振荡12h,冷却至常温后过滤、洗涤,90℃下烘干,粉碎过100目筛备用。

有机膨润土的X-ray分析利用X-ray分析可以考察改性膨润土层间距的变化,进而可以获得有机膨润土的结构。是改性有机膨润土及钠基膨润土的典型XRD图谱。结果表明:经过CPAM改性后的膨润土,其层间距较原土几乎没有增大。这说明大分子聚合物CPAM很难直接插层进入膨润土的片层间。因为CPAM是长链的高分子聚合物,其分子链过长,在水溶液中分散度较差,这使CPAM的非极性基过分疏水而影响了与膨润土间阳离子的交换反应。用CTMAB改性的膨润土,d001从13.270A"明显增大到19.211A",且衍射峰的半高宽也变大。这说明CTMAB已进入到膨润土层间域内,膨润土被剥离成小片。经过CPAM二次改性的CTMAB插层膨润土,d001由19.211A"增大到20.480A",说明已有部分的CPAM插层进入了膨润土层。可见在层间预先存在有机改性剂CTMAB的情况下,CPAM更容易进入层间,从而形成膨润土的复合有机插层结构。这主要是因为CTMAB的烷基铵离子通过离子交换反应进入了膨润土的片层间,片层表面被有机离子上的烷基长碳链覆盖,从而使其表面由亲水性变为亲油性,增加了膨润土与高分子聚合物的亲和性。同时,CTMAB较长的烷基分子链在片层间以一定的方式排列,使层间距增加,这也有利于聚合物大分子CPAM插层嵌入到片层中。

不同有机改性膨润土与钠基土的吸附脱色性能比较准确称取100mg钠基膨润土及有机改性膨润土,按前述试验脱色方法分别对200mL浓度为30mg/L的活性艳红模拟废水进行脱色处理,结果。由可知,CTMAB插层膨润土的脱色率大于钠基土和用CPAM改性的有机膨润土,而由CPAM二次改性的CTMAB插层膨润土,其脱色率更进一步提高到99%以上。当选用一定浓度的CPAM溶液改性CTMAB插层膨润土时,一部分CPAM直链嵌入进了有机膨润土的片层间,利用其长链上不同链节或重复单元对染料分子吸附产生脱稳和粒间架桥作用,以膨润土为中心核形成无定形絮体,产生了卷扫作用,加速了染料分子的吸附絮凝沉淀,达到了吸附、脱色、絮凝沉降的协同效应,从而显著地提高了模拟染色废水的处理效率。

为了进一步对比CPAM二次改性插层膨润土和CTMAB插层膨润土的脱色性能,试验研究了二者脱色时沉降速率的差异。分别称取两种改性膨润土100mg于250mL烧杯中,加入200mL浓度为30mg/L的活性艳红模拟染料废水。搅拌20min后,直接测其吸光度值,每隔1min记下读数,结果。由图可知,CPAM二次改性的CTMAB插层膨润土处理模拟废水时,沉降速率明显大于CTMAB插层膨润土,而且在15min后基本可达到稳定。说明经过CPAM二次改性后,达到了使膨润土絮凝的效果,显著加快了膨润土的沉降速率,从而提高了吸附脱色性能。

有机膨润土的制备一次改性膨润土:准确称取16.0g钠基膨润土于500mL三角烧瓶中,加入去离子水配成固液比为8%的悬浊液,搅拌均匀后与一定浓度的CTMAB或CPAM溶液充分混合,60℃下恒温振荡6~12h,冷却至常温后过滤,洗涤,90℃下烘干,粉碎过100目筛备用。二次改性膨润土:将10g上述方法制得的CTMAB插层膨润土与一定浓度的CPAM溶液混合,搅拌均匀后60℃下恒温振荡12h,冷却至常温后过滤、洗涤,90℃下烘干,粉碎过100目筛备用。

有机膨润土的X-ray分析利用X-ray分析可以考察改性膨润土层间距的变化,进而可以获得有机膨润土的结构。是改性有机膨润土及钠基膨润土的典型XRD图谱。结果表明:经过CPAM改性后的膨润土,其层间距较原土几乎没有增大。这说明大分子聚合物CPAM很难直接插层进入膨润土的片层间。因为CPAM是长链的高分子聚合物,其分子链过长,在水溶液中分散度较差,这使CPAM的非极性基过分疏水而影响了与膨润土间阳离子的交换反应。用CTMAB改性的膨润土,d001从13.270A"明显增大到19.211A",且衍射峰的半高宽也变大。这说明CTMAB已进入到膨润土层间域内,朝阳膨润土膨润土被剥离成小片。经过CPAM二次改性的CTMAB插层膨润土,d001由19.211A"增大到20.480A",说明已有部分的CPAM插层进入了膨润土层。可见在层间预先存在有机改性剂CTMAB的情况下,CPAM更容易进入层间,从而形成膨润土的复合有机插层结构。这主要是因为CTMAB的烷基铵离子通过离子交换反应进入了膨润土的片层间,片层表面被有机离子上的烷基长碳链覆盖,从而使其表面由亲水性变为亲油性,增加了膨润土与高分子聚合物的亲和性。同时,CTMAB较长的烷基分子链在片层间以一定的方式排列,使层间距增加,这也有利于聚合物大分子CPAM插层嵌入到片层中。

不同有机改性膨润土与钠基土的吸附脱色性能比较准确称取100mg钠基膨润土及有机改性膨润土,按前述试验脱色方法分别对200mL浓度为30mg/L的活性艳红模拟废水进行脱色处理,结果。由可知,CTMAB插层膨润土的脱色率大于钠基土和用CPAM改性的有机膨润土,而由CPAM二次改性的CTMAB插层膨润土,其脱色率更进一步提高到99%以上。当选用一定浓度的CPAM溶液改性CTMAB插层膨润土时,一部分CPAM直链嵌入进了有机膨润土的片层间,利用其长链上不同链节或重复单元对染料分子吸附产生脱稳和粒间架桥作用,以膨润土为中心核形成无定形絮体,产生了卷扫作用,加速了染料分子的吸附絮凝沉淀,达到了吸附、脱色、絮凝沉降的协同效应,从而显著地提高了模拟染色废水的处理效率。

为了进一步对比CPAM二次改性插层膨润土和CTMAB插层膨润土的脱色性能,试验研究了二者脱色时沉降速率的差异。分别称取两种改性膨润土100mg于250mL烧杯中,加入200mL浓度为30mg/L的活性艳红模拟染料废水。搅拌20min后,直接测其吸光度值,每隔1min记下读数,结果。由图可知,CPAM二次改性的CTMAB插层膨润土处理模拟废水时,沉降速率明显大于CTMAB插层膨润土,而且在15min后基本可达到稳定。说明经过CPAM二次改性后,达到了使膨润土絮凝的效果,显著加快了膨润土的沉降速率,从而提高了吸附脱色性能。



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