膨润土对电镀废水中重金属离子的吸附研究

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随着经济的发展和城市化进程的加快,大量行业如电镀、金属加工、制革等产生大量含重金属的废水,使水体污染现象越来越严重。目前,处理重金属废水的技术很多,如化学沉淀法、离子交换吸附法、电动修复法、化学絮凝法、膜处理技术等。本文主要研究膨润土在电镀废水处理中的应用,并对膨润土吸附重金属离子的机理进行了探讨。膨润土(Bentonite)是一种以蒙脱石为主要矿物成份的粘土矿物,具有独特的层状结构,有很强的吸附能力。蒙脱石经钠化改性后,其层间距、比表面积、吸附性能等得到了很大改善,在环境治理领域中的应用得到了广泛的关注。邯郸地区膨润土中蒙脱石的含量一般在40%-70%之间。在蒙脱石提纯、钠化研究中,通过大量的比较实验,确定了最佳条件。实验测试了膨润土的胶质价、膨胀倍数、比表面积(SE)、阳离子交换容量(CEC)等物化性质,利用X-射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)、红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)等分析手段对邯郸钙基膨润土及其钠化土进行了表征。结果表明:提纯后的蒙脱石的纯度提高到90%以上,Na基蒙脱石的层间距从原来的15.224(?)降低到12.73(?)。系统研究了邯郸钙基膨润土及其钠化土对废水中Ni2+、Cu2+、Cr6+和Zn2+的吸附行为,探讨了溶液的pH值、吸附反应时间、吸附剂用量、初始离子浓度等因素对吸附作用的影响。实验结果表明:Na基膨润土的吸附性能明显优于Ca基膨润土。实验得出了Ca基膨润土和Na基膨润土分别吸附Ni2+、Cu2+、Cr6+和Zn2+四种离子的最佳吸附条件。在最佳吸附条件下,Ca基膨润土对Ni2+、Cu2+、Cr6+和Zn2+的吸附率分别为:84.7%、87.2%、66.85%和75.1%;Na基膨润土对Ni2+、Cu2+、Cr6+和Zn2+的吸附率分别为:96.34%、98.51%、97.93%和96.4%。Ca基膨润土和Na基膨润土对Cu2+和Cr6+的吸附符合Freundlich吸附等温线。最佳吸附条件下不同吸附剂材料对Ni2+去除效果的关系为:钠化土>原土(Ca基膨润土)>粉煤灰>伊利石>茂名高岭石>煤系高岭石>苏州高岭石。
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