阳离子聚丙烯酰胺复合插层有机膨润土的脱色性能

用阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）分别插层改性钠基膨润土及十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）有机膨润土,分析了改性膨润土的结构,并研究了其对模拟及实际印染废水的脱色性能.结果表明,CPAM复合插层改性的CTMAB有机膨润土的层间距d001（20.480A）大于CTMAB有机膨润土（19.211A）、CPAM改性膨润土（13,604A）和钠基膨润土（13.270A）的层间距.用100mgCPAM复合插层改性膨润土处理200mL（30mg/L）活性艳红K-2G模拟染色废水时,脱色率达99%以上;处理实际印染废水时,脱色率可以达到94%,表现出优良的吸附、脱色、絮凝沉降的协同作用.     

新型有机膨润土用于印染废水处理的实验研究

采用二乙烯三胺、环氧氯丙烷合成了一种阳离子型铵盐,用其与十六烷基三甲基溴化铵对钠基膨润土进行复合插层改性,制备得到一种新型有机膨润土;以模拟染料废水和实际印染废水为处理对象,使用改性膨润土进行了吸附脱色实验,吸附完成后加入聚合氯化铝混凝。实验结果表明,与单独投加聚合氯化铝相比,采用改性膨润土吸附后再混凝的方法处理废水,可显著提高脱色率和COD去除率;处理活性艳红X-3B、酸性大红GR与活性艳蓝X-BR三种模拟染料废水时,脱色率分别可达99.4%、84.8%和96.1%;以中试规模处理实际印染废水调节池原水时,COD和色度去除率分别可达51.6%和85.9%;处理实际印染废水好氧生化出水,COD可由121.3mg/L降至65.4mg/L,色度由32倍降至8倍以下。     

CPAM插层膨润土复合材料的制备及对磷吸附行为

分别采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)两步湿法成功制备出CPAM插层钠基膨润土(Bent)复合材料(CTMAB/Bent和CPAM/Bent),利用XRD、FESEM、FTIR、BET以及TG-DTG-DSC对材料进行了表征,并进行模拟含磷废水的吸附研究。结果表明:CPAM已稳定插层在Bent的片层结构中,其层间距显著增大,红外光谱出现明显的羰基吸收峰,比表面积减小而表面疏水性增强。含磷废水处理结果表明,吸附性能大小的顺序为CPAM/Bent> CTMAB/Bent> Bent,随着反应温度升高、含磷废水初始浓度增加以及pH降低,CPAM/Bent对磷的去除率逐渐增大,当含磷废水初始质量浓度为3.5 mg/L、pH≈5、温度为35℃、投加量5 g/L,20 min去除率达75%。CPAM/Bent经过5次吸附和再生后,其吸附磷的能力显著下降。吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程,吸附过程更好地满足准二级动力学方程。     

膨润土有机改性及吸附性能研究

结合天然膨润土的层状结构以及阳离子型表面活性剂的正电性和疏水性,以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为改性剂,制得有机阳离子改性膨润土。研究了有机改性膨润土投加量、p H值、吸附时间及吸附温度对甲基橙模拟废水脱色率的影响。试验结果表明:有机改性膨润土的投加量为4 g/L,吸附时间为40 min,废水p H值为6.0,吸附温度为35℃时,有机改性膨润土对甲基橙模拟废水的脱色率可以达到98.1%。     

HTMAC/KH550/膨润土吸附剂的制备、表征及其在甲基橙废水的吸附行为

利用十六烷基三甲基氯化铵(HTMAC)、硅烷偶联剂(KH550)作为有机插层剂改性钙基膨润土,制得新型吸附剂HTMAC/KH550/膨润土。对改性膨润土的膨胀容、胶质价、吸蓝量进行测试,并对其进行FTIR、XRD、SEM和BET表征。结果表明:改性膨润土的胶质价、吸蓝量增大,使得分散性和对有机物的吸附能力增大。在HTMAC和KH550共同改性作用下,部分分子进入膨润土层间,d_(001)由1.53nm增大至2.89nm。有机改性土N_2吸附-脱附模型属于有明显H3滞后Ⅳ等温线,说明改性土是一种有微孔和介孔混合材料。以HTMAC/KH550/膨润土为吸附剂,考察了加量、吸附时间、吸附温度及pH对甲基橙废水脱色率的影响。结果表明,20℃时,pH为7~8、最佳加量为2g/L、吸附时间30min条件下,甲基橙废水脱色率达89.8%。吸附平衡模型研究表明:20℃时,改性膨润土吸附甲基橙符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附量为71.53mg/g。指出HTMAC/KH550/膨润土是一种新型吸附容量大的吸附剂,为染料去除提供新的方法。     

阳离子型Gemini表面活性剂改性膨润土的制备及结构表征

以膨润土为原料,以系列阳离子Gemini表面活性剂(Gm-n-m)为插层剂制备了有机膨润土,利用红外光谱、X射线衍射及差热-热重分析对产物结构进行了表征,并探讨了温度、时间、搅拌速率及插层剂用量对有机膨润土结构的影响。结果表明,当Gm-n-m分子进入到膨润土层间后,其疏水性增强,层间距由1.51 nm增大到3.91 nm,有机物含量达到23.53%,且层间距明显大于单链CTAB改性膨润土的层间距。适宜的制备条件为:插层剂用量为钠基膨润土的40%,70℃下水浴反应3 h,搅拌速率为205 r/min。     

阳离子聚合物聚环氧氯丙烷二甲胺/膨润土纳米复合材料的制备与性能

以阳离子聚合物聚环氧氯丙烷二甲胺(EPI-DMA)为纳米复合材料插层剂,对膨润土进行改性,系统考察了聚环氧氯丙烷二甲胺在膨润土纳米层间插层过程中反应体系的聚合物用量、反应时间、温度、pH值等工艺条件对插层效果的影响,并通过比表面积测定、Zeta电位测定、X射线衍射和透射电镜分析,对插层复合材料的结构和性能进行了研究,在此基础上初步探讨了其脱色性能. 结果表明,最佳制备工艺为EPI-DMA的加入浓度7.0%,反应时间2.0 h,温度75℃,体系pH值7.0. 经聚环氧氯丙烷二甲胺插层复合后的膨润土比表面积增大,表面电性由负值变为正值,层间距、层间缔合结构和聚集程度增加,对红色染料废水具有较强的脱色效果.     

铁镁复合改性粉煤灰的制备及其脱色性能研究

以硫酸亚铁和硫酸镁为粉煤灰改性剂,通过聚合反应制备了铁镁复合改性粉煤灰,研究了原料配比对改性粉煤灰脱色性能的影响.用改性粉煤灰对模拟印染废水和实际印染废水进行了脱色处理,结果表明,脱色过程中絮体生成快、大而密实、易于泥水分离,模拟印染废水和实际印染废水的脱色率均大于90%.     

有机蒙脱石的制备新方法及性能表征

四甲基氯化铵(TMA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、双氯乙酸丙二醇酯基双十二烷基四甲基氯化二铵(双子季铵盐GQAS)作为钠基蒙脱石(Na-MMT)的改性剂,分别采用一次插层法和两次插层法对Na-MMT进行有机化改性.X射线衍射(XRD)测试表明,Na-MMT的层间距(d001)值随着改性剂碳链长度的增长而增大,采用一次插层法时,d001值依次由Na-MMT的1.30nm增大至1.34nm、2.89nm和3.72nm,而采用两次插层法时(第一次用TMA,第二次用双子季铵盐插层)OMMT的d001值增大至3.99nm.热重分析(TGA)表明Na-MMT的失重率为13.4%,双子季铵盐一次插层的有机MMT(OMMT)的失重率为40.5%,而用TMA第一次插层,双子季铵盐第二次插层的OMMT的失重率为49.8%.傅里叶变换红外光谱(FT-IR)同样证实采用两次插层法,MMT层间吸附的阳离子与有机阳离子的交换更彻底.用双子季铵盐作为改性剂、通过两次插层法制备OMMT,鲜见文献报道.     

新疆夏子街钙基膨润土的高附加值开发

以新疆夏子街钙基膨润土为原料,进行了原矿湿法提纯、钠化改性及钠基土有机化改性及其应用研究.结果表明,湿法提纯前钙基膨润土的蒙脱石含量为91.79%,是一种高品位钙基膨润土,提纯后蒙脱石含量达到95.97%.钠化正交实验结果表明,NaF效果优于传统的钠化剂Na2CO3.在优化条件下钠化改性膨润土的阳离子交换容量(CEC)可达97.5 mmol/100g土,比原矿提高17.25 mmol/100g土.以钠化改性膨润土为原料制得的有机膨润土的粘度达到5.4 Pa*s.FTIR表明有机插层剂已进入膨润土的层间.XRD特征峰位移表明有机膨润土的层间距达到2.143 nm,比钙基膨润土层间距增加0.754 nm.SEM得到的结论与FTIR、XRD表征结果相吻合.将有机膨润土应用于涂料中,其各项检测指标均满足要求.有机膨润土对于金属离子废水的吸附效果优于钙基膨润土.由此可知新疆夏子街钙基膨润土的高附加值开发是可行的.     

阴离子型有机膨润土的合成及机理解释

采用L9(34)正交实验法,用十二烷基磺酸钠(SDS)改性钠基膨润土,研究了反应温度、pH值、固液比、改性剂用量对插层效果的影响.X光衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)表明,SDS已有效进入膨润土层间,层间距由1.5691 nm扩大至3.5766 nm,因此确定了制备高性能有机膨润土的最佳工艺条件.     

改性膨润土吸附处理含六价铬废水的研究

用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对钙基膨润土进行活化改性,并用制备的改性膨润土对含Cr(VI)模拟废水进行吸附实验,研究了改性膨润土去除模拟水样中重金属离子Cr(VI)的适宜条件.结果表明,用质量分数为5%的CTMAB溶液改性后的膨润土去除Cr(VI)效果较好,当改性膨润土用量为10g·L-1,搅拌时间30min,pH值为3～5时,有机膨润土对Cr(VI)废水的去除率超过85%.     

钙基膨润土的有机改性及其结构表征

以钙基膨润土为原料,经提纯钠化改性,用十六烷基三甲基氯化铵对其进行有机改性。研究了改性剂用量、反应温度和反应时间对改性膨润土有机化程度的影响,得到了最佳实验条件：改性剂用量为35%（以钠基膨润土质量计）、反应温度为70 ℃、反应时间为2 h。利用红外光谱仪和X射线衍射仪对最优样品进行测试分析,结果表明：季铵盐插层进入了膨润土的晶层间,层间距明显增大,改性效果良好。     

有机膨润土的制备与表征及吸附港口含油废水性能

利用十八烷基三甲基溴化铵改性钠基膨润土（Na-MMT）制备了有机膨润土（O-MMT）。利用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、透射电镜和吸附仪表征了其形貌和结构特征。结果表明有机离子通过离子交换作用进入钠基膨润土层间,d₀₀₁晶面间距由1.26 nm增加到3.80 nm。利用其作为吸附剂,研究其处理港口含油废水的性能。与Na-MMT对比,O-MMT对油和COD的去除率分别是Na-MMT的2.5倍和5倍。通过研究搅拌时间、吸附剂的用量和循环使用次数对吸附性能的影响,表明室温下,投加2 % 吸附剂,搅拌30 min是处理含油港口废水的最佳条件,该吸附剂可循环使用3次。     

改性剂用量对有机膨润土吸附Cr(Ⅵ)的影响

利用钠基膨润土和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)之间的离子交换反应制备有机膨润土并进行其应用于吸附去除废水中Cr(Ⅵ)的实验研究。详细讨论了改性剂用量对吸附C(rⅥ)效果的影响。利用比表面积、粒度和粘度等检测手段对改性膨润土的物理性能进行了表征。在最佳配合比处,改性膨润土分别具有最小的比表面积、最大的粒度和粘度。     

中低品位膨润土的有机化及在泥浆中的应用

以新疆乌兰陵格产中低品位钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基铵盐(氯化物D1631和溴化物CTAB)作插层剂,制备有机膨润土。通过实验确定了制备有机膨润土的季铵盐加入量是85～90mmol/100g土。用红外(FTIR)、X-衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了有机土结构。FTIR谱显示有机插层剂已进入膨润土的层间,XRD特征峰位移表明膨润土的层间距由1.23nm增加到3.26nm。SEM观察到有机土形貌显著改变,颗粒松散。结果表明膨润土的层间距增大,粒层厚度约为72nm左右。测试了有机膨润土的钻井油基泥浆性能,结果表明,其塑性粘度为7.0mPa·s,表观粘度为8.5mPa·s,动切力为1.5Pa,滤失量40.0mL,均已达到钻井液用有机土的质量指标要求。     

有机改性膨润土对聚丙烯酰胺吸附性能的研究

研究了有机改性膨润土对石油废水中聚丙烯酰胺(PAM)的去除效果。实验结果表明：由溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)阳离子改性的膨润土和双阳离子改性的膨润土对PAM的吸附等温线都符合Langmuir等温吸附曲线，改性膨润土的层间距的大小是影响饱和吸附量的一个重要因素，质量分数为7％的单阳离子改性膨润土对PAM的去除率可达到90％122上；双阳离子改性膨润土对：PAM的饱和吸附容量随长碳链表面活性剂CTMAB的增加而增加。     

新型粘土复合絮凝剂脱色性能的试验研究

利用一种廉价易得的粘土物质与聚合羟基铁离子进行聚合反应得到了一种新型粘土复合絮凝剂,以模拟亚甲基蓝和碱性品红染料废水作为处理对象进行了絮凝脱色试验研究,并对脱色机理进行了探讨。结果表明:该絮凝剂对亚甲基兰和碱性品红2种模拟印染废水均有较高的脱色能力,在投加量为3g/L时对亚甲基兰的脱色率达98.0%,对碱性品红的脱色率达98.3%;复合絮凝剂对染料的脱色是通过粘土的吸附和金属羟基离子的絮凝两种作用共同完成的。     

微波一步法合成颗粒有机膨润土及其柱试验吸附废水中2,4-二氯酚

以膨润土粉末为原料制得颗粒膨润土,在微波作用下,用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对其改性,合成了颗粒有机膨润土.SEM图表明改性后的膨润土片层变小,由XRD测定结果计算出改性后颗粒膨润土层间距由0.91 nm增加到1.02 nm.通过柱试验考察了CTMAB用量对有机膨润土颗粒吸附2,4-二氯酚效果的影响,结果表明,当CTMAB用量由25％ CEC增加到100％ CEC时,吸附柱被穿透的时间由80 min延长到220 min.再生试验表明颗粒有机膨润土可以重复利用.     

有机膨润土的制备与表征

以提纯后的钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为改性剂制备有机膨润土。研究了原料配比、反应温度和反应时间对有机膨润土性能的影响,获得了最佳改性条件:改性剂用量为100 g膨润土加入115 mmol改性剂,反应温度为60℃,反应时间为90 m in。通过红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对膨润土的改性效果进行了表征。结果表明:有机季铵盐在不破坏膨润土原有的层间结构骨架的情况下,可以顺利地插层到膨润土层状结构中,使得层间距发生一定的膨胀。以CTAC为改性剂,可以制备出性能优良的有机膨润土。