在大多数情况下,改性膨润土对染料的去除率随着pH值降低呈现增大趋势,随pH值增大而下降。因为酸性条件下改性膨润土表面带有局部正电荷,有利于吸附阴离子染料;而在碱性条件下一方面改性土表面所带的局部正电荷减少,另一方面溶液中的OH-中和改性土表面所带的部分正电荷,使其表面部分带负电荷,静电斥力不利于吸附阴离子染料,从而导致改性土脱色率下降。于瑞莲[24]认为pH值较低时,H+会把膨润土中的Ca2+、Mg2+等置换出来,使膨润土孔道被疏通、空洞增多、孔容积增大,并削弱了层间的键力,层间距增大,比表面积增大,吸附性能增强。当pH值增大时,OH-反而会使膨润土形成悬浮物,阻碍对染料的吸附。
3.1.2 吸附量随pH升高而增大
潘志斌等[16,20]认为脱色率随废水pH值增大而升高,当pH大于某一值时,脱色率达到最大。说明改性膨润土活性在偏弱碱性环境下被激活,其离子交换与吸附性能增加。但在强碱性条件下,H+被中和,活性减少,吸附与交换性能减弱。
3.1.3 吸附量受pH影响小
李冬冬等[12]观察到在较宽的pH范围内,有机膨润土对染料吸附不受pH的影响。因为膨润土特殊的结构具有化学稳定性,保证了其晶格在有限的酸碱度范围内不易被破坏。
3.1.4 其他情况
单洪磊等[6]观察到在中性条件下,吸附量较低。但是杨莹琴等发现[8,25]在大约中性范围内,吸附量较高。
3.2 温度
3.2.1 随温度升高,吸附量增大
单洪磊等[6]发现在所测温度范围内,各种有机膨润土对染料的去除率随温度的升高而升高。表明吸附为吸热过程,升高温度有利于吸附的进行。温度升高有利于阳离子克服空间位阻和离子间的静电斥力进行有机负载。继续升高温度,膨润土颗粒对阳离子聚合物的负载容量达到饱和,因此对染料的吸附能力也达到平衡,去除率不再有所上升。
3.2.2 随温度升高,吸附量降低
李冬冬等[12,14,16]认为有机膨润土吸附染料的反应为放热反应,所以低温有利于得到较大的吸附量。吸附量随温度升高而降低,热运动使脱附下来的表面活性剂胶团中可供容纳增容物的空间增大,提高了增容物在胶团中的溶解度,致使已经吸附、絮凝的有机物重新分散,溶液浊度增大。
3.3 吸附时间
在吸附初始阶段,随着吸附时间的增加,改性膨润土对染料的去除率逐渐增大,一段时间后,吸附基本达到平衡。再延长时间对染料去除率影响较小,甚至去除率有所下降,这是由于时间过长,部分有机物脱离了膨润土表面,携带部分染料进入溶液。也可能是因为开始快吸附是一种表面作用,吸附速度较大,接着的慢吸附则是染料向膨润土的孔隙内部迁移、扩散,这一过程的速度较小。
3.4 膨润土投加量
在其他条件不变的情况下,研究表明,膨润土投加量增加,有利于膨润土对染料的吸附。在吸附初始阶段,随着投加量的增加,改性膨润土对染料的去除率迅速增大,当投加量达最大值时,去除率达到最高,之后由于多余吸附剂悬浮在液体中,对吸光度有影响,去除率从而变低,也可能是因为产生了解附现象。并不是膨润土悬浊液配比越高越好,膨润土悬浊液的配比决定了膨润土在水中的分散度,浓度过高,膨润土的分散度不够,不利于溶液进行离子交换。
3.5 共存离子
李宇涛等[26]发现在所研究浓度范围内,NaCl等的存在对OrangeⅡ的去除没有影响。但是如果NaCl质量浓度超过800mmol/L,吸附能力将有所下降。孙洪霞等[18]发现Cl-、SO2-4对膨润土的吸附性能均有不同程度的影响,随离子浓度增大,去除率逐渐降低。
4·吸附热力学
邵红等[19,25]发现有机膨润土对染料的吸附规律更符合Langmuir方程,属单分子层吸附。文献[1,13,14]结果显示,有机膨润土的吸附等温曲线更符合Freundlich模型。他们认为有机膨润土对染料的吸附除了有机化疏水所造成的分配作用外,还存在有机膨润土与染料的表面吸附作用,可知有机膨润土上染料的吸附属于多层覆盖吸附。李冬冬等[12,21]分别用Langmuir和Freundlich等温公式对有机膨润土对染料的吸附等温曲线进行回归处理,结果都呈良好的线性关系。
5·吸附动力学
毛树红等[27]发现有机膨润土吸附染料的动力学均遵循Bangham速率方程和Langmuir速率方程所描述的规律。岳钦艳等[25]发现有机膨润土对染料的吸附动力学符合准二级吸附速率方程。准二级模型包含了吸附的所有过程,如外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散等,更真实全面地反映了膨润土对染料的脱色机制。
6·结论
使用膨润土吸附法处理染料废水具有以下优点:(1)储量丰富,价格低廉;(2)制备方法简单;(3)吸附效果好;(4)具有良好的稳定性;(5)天然、无毒、无味、对环境无害;(6)在吸附水中染料的同时可去除重金属离子。因此,膨润土将在染料废水处理中具有良好的应用前景。用膨润土处理染料废水,虽然已经有很多文献,但是人们对它的深入了解还很少。作者认为,在以后的研究工作中,应加强以下几方面的工作:(1)两种或者两种以上的染料混合物在膨润土上的吸附过程及机理;(2)染料在固-液界面上的微观作用过程;(3)染料与重金属离子之间的相互影响研究;(4)染料在固-液界面上吸附的理论和模型。
参考文献
[1]杨英,彭书传,刘名茗等.有机蒙脱石对酸性大红的吸附性能及吸附工艺条件优化研究[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2006,14(1):81—85.
[2]邵红,程慧,李佳琳.负载壳聚糖膨润土的制备及其吸附性能的影响[J].环境工程学报,2009,3(9):1597—1601.
[3]邵红,邵爽,王海冰等.改性膨润土处理酸性大红染料废水试验研究[J].科技导报,2009,27(16):89—92.
[4]翟佳赢,李建熹,徐景阳等.膨润土负载壳聚糖吸附剂处理染料废水的实验研究[J].环境保护科学,2009,35(4):70—71.
[5]邵红,肖宏康,程慧等.壳聚糖季铵盐改性膨润土的制备及其对印染废水处理[J].科技导报,2010,28(16):92—96.
[6]单洪磊,任广军,张春丽等.TiO2柱撑膨润土吸附染料副品红的性能[J].当代化工,2006,35(1):18—21.
[7]李志维,袁继祖,王志强.柱撑酸化膨润土对染料废水的处理实验研究[J].环境科学与技术,2006,29(6):101—102.
[8]杨莹琴,岳小欣.己内酰胺插层有机膨润土复合材料的研制及其对甲基橙的吸附[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2008,21(4):563—565.
[9]陈慧娟,赵瑜藏,刘小玉等.插层膨润土复合材料对酸性蓝吸附性能研究[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2009,22(3):445—447.
[10]李济吾,朱利中,蔡伟建.微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化吸附染料的效率与机理[J].环境科学,2006,27(11):2212—2216.
[11]温佩,武文洁,郭力梅等.阴-阳离子有机膨润土的性能及对染料的脱色[J].日用化学工业,2007,37(5):370—373.
[12]李冬冬,梁达文,唐艳葵等.表面活性剂协同膨润土处理染料废水的研究[J].环境科学与技术,2009,32(1):158—161.
[13]李振兴,李万鑫,张根成等.十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土对直接黑染料的吸附及机理[J].离子交换与吸附,2010,26(1):33—39.
[14]栗印环,李鸿雁,张秀兰等.阴-阳离子有机膨润土对酸性靛蓝的吸附及动力学研究[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2010,23(2):284—287.
[15]聂锦旭,肖贤明.改性膨润土处理染色废水的试验研究[J].化工矿物与加工,2006,35(6):15—17.
[16]潘志斌.改性膨润土对废水中偶氮染料的吸附性能研究[J].山西农业大学学报(自然科学版),2008,28(4):462—464.
[17]曹春艳.改性膨润土处理甲基橙染料废水的研究[J].精细石油化工进展,2009,10(1):53—55.
[18]孙洪霞,李剑超,卢堂俊等.Fe/Al交联改性膨润土(MB)对偶氮染料的脱色研究[J].矿物学报,2010,30(2):252—256.
[19]邵红,李佳琳,程慧.钼酸铵改性膨润土的制备及其对碱性蓝染料的吸附[J].纺织学报,2009,30(2):70—73.
[20]何冰月,李织宏,陈集等.用Al-Ag盐改性膨润土处理染料废水[J].非金属矿,2009,32(5):56—58.
[21]李倩,岳钦艳,高宝玉等.阳离子聚合物/膨润土纳米复合吸附材料的性能及对红色染料的脱色[J].化工学报,2006,57(2):436—441.
[22]原爱娟,岳钦艳,李倩等.颗粒膨润土的制备技术及对染料脱色性能的研究[J].山东大学学报(工学版),2008,38(5):88—93.
[23]牟淑杰.改性膨润土吸附处理印染废水的实验研究[J].矿冶,2009,18(1):78—80.
[24]于瑞莲.加碳焙烧膨润土处理活性黑染料废水[J].非金属矿,2008,31(1):56—58.
[25]岳钦艳,原爱娟,李倩等.酸化污泥膨润土颗粒对染料活性翠蓝的脱色研究[J].环境科学,2009,30(5):1487—1492.
[26]李宇涛,陈晓明,马建锋等.有机膨润土合成-吸附一体化处理染料废水实验研究[J].江苏工业学院学报,2010,22(1):26—29.
[27]毛树红,王润平,王艳等.TiO2/膨润土柱撑复合材料的吸附性能及应用[J].应用化工,2010,39(11):1688—1692.
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