凹凸棒石的改性及其對水中氟的吸附特性研究.pdf

1、本文研究了鋁鹽改性凹凸棒石，以提高了其吸附除氟能力。先通過單因素和正交實驗得出硫酸鋁硝酸鋁氯化鋁單改性凹凸棒石最佳條件，再根據(jù)單改性最優(yōu)條件設(shè)計了多組正交實驗進一步提高吸附量，最后選擇出兩組最優(yōu)的九因素四水平的正交實驗，比較得出Al2(SO4)3-AlCl3-Al(NO3)3最優(yōu)。通過進行靜態(tài)吸附試驗，對于改性凹凸棒石對于水中F的吸附特性進行研究，綜合考慮了投加量，pH和陰離子對于吸附的影響。利用BET、SEM、XRD、XRF等檢測方法

2、對改性凹凸棒石進行表征。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)經(jīng)過靜態(tài)吸附試驗進行單因素實驗和正交試驗，得到Al2(SO4)3改性凹凸棒石的最佳改性條件是:Al2(SO4)3浸泡濃度0.05mol/L、浸泡時間2h、浸泡固液1∶3。AlCl3改性凹凸棒石的最佳改性條件是:AlCl3浸泡濃度0.2mol/L浸泡3h，浸泡固液比為1∶2。Al(NO3)3改性凹凸棒石的最佳改性條件是Al(NO3)3浸泡濃度為0.2mol/L4h固液比1∶2。<

3、br>　　(2)三種鋁鹽單改性凹凸棒石都可以用二級動力學(xué)模型描述。三種不同溫度下，改性凹凸棒石對于氟的吸附都是有快到慢逐漸達到吸附平衡，且隨著溫度的提高，平衡吸附量提高。且都符合Langmuir等溫線。根據(jù)擬合結(jié)果，25℃下Al2(SO4)3.AlCl3,Al(NO3)3極限吸附容量分別為0.8302mg/g，0.3977mg/g，0.8361mg/g對比未改性的0.0946mg/g。吸附效果得到明顯提高。
　　(3)但是為了進一

4、步提高鋁鹽改性凹凸棒石的吸附能力，進行了兩兩和三多組復(fù)合對比試驗，最后得出Al2(SO4)3-AlCl3-Al(NO3)3復(fù)合改性凹凸棒石。復(fù)合改性的最優(yōu)條件為Al2(SO4)3濃度0.05mol/L、浸泡時間2h、固液比1∶3，AlCl3濃度0.4mol/L、浸泡時間5h、固液比1∶2，Al(NO3)3濃度0.2mol/L、浸泡時間6h、固液比1∶2。復(fù)合改性的凹凸棒石吸附容量達到1.317mg/g，是改性前的13.9倍，吸附容量比單

5、一改性顯著提高。復(fù)合改性的凹凸棒石對水中氟的吸附動力學(xué)符合擬二級動力學(xué)模型，6h對于氟的吸附達到平衡，吸附等溫線更符合Langmuir等溫吸附規(guī)律，分離因子RL在0.702和0.8173之間的有利吸附，吸附最佳pH為7。
　　(4)通過機理分析，BET結(jié)果可以看出改性凹凸棒石的比表面積明顯提高，因為Al2(SO4)3弱酸性溶解堵塞其孔道中的雜質(zhì)使它得以暢通，增加了孔容比表面積和吸附點，Al2(SO4)3改性的凹凸棒石與未改性凹凸棒