類水滑石化合物的制備及對水中苯酚吸附性能研究.pdf

1、山西省作為全國重要的煤炭生產(chǎn)基地，焦化行業(yè)是煤炭工業(yè)的重要組成部分。焦化廠產(chǎn)生的廢水具有高COD、高氨氮、含難降解污染物等水質特點。由于焦化廢水中有機污染物降解不徹底，排到水環(huán)境后，造成了有機物污染的重大隱患。在山西省局部地區(qū)已出現(xiàn)苯酚微污染現(xiàn)象，苯酚濃度超過《地下水環(huán)境質量標準》(GB/T14848-93)要求的Ⅲ類地下水苯酚濃度≤0.002mg/L以及《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）要求的苯酚濃度≤0.002mg/L

2、。
　　吸附法是去除水中低濃度苯酚的常用方法，類水滑石化合物具有吸附容量大、投加量少、便于回收等優(yōu)點，在吸附去除水中硫酸根離子、氟離子的研究中已得到驗證?；谏轿魇〔糠值貐^(qū)地下水中苯酚、硫酸根離子和氟離子有同時超標的現(xiàn)象，如類水滑石化合物能夠具有吸附苯酚的作用，則可簡化地下水凈化處理工藝，將地下水中苯酚、硫酸根離子和氟離子三種微污染物在同一反應器中得以去除。
　　本文采用三種自制的類水滑石化合物，考察其對苯酚的吸附效果及其影

3、響因素，進行了動力學分析，篩選出苯酚最優(yōu)吸附材料；本文還研究了Mg/Al/Fe類水滑石化合物對苯酚、硫酸根、氟離子同時吸附去除的效果。得出主要結論如下：
　　1、采用共沉淀法制備的Mg/Al/Fe類水滑石化合物及其在不同溫度下焙燒制得的衍生復合氧化物通過XRD，F(xiàn)T-IR，SEM等技術表征，表征結果說明合成的材料具有典型的類水滑石材料的層狀結構，其結構清晰完整。
　　Mg/Al/Fe類水滑石吸附苯酚實驗結果表明：Mg/Al/

4、Fe類水滑石材料在25-40℃溫度范圍內均可高效發(fā)揮作用；吸附劑投加量對苯酚去除率也無明顯變化；反應40min時已基本達飽和吸附狀態(tài)。動力學實驗表明：投加量為0.1mg/L時符合準一級動力學方程，速率常數(shù)和平衡吸附量分別為0.0295min-1和8.51mg/g；投加量0.5mg/L和1mg/L時均符合準二級動力學方程，速率常數(shù)和平衡吸附量分別為0.0029L/(mg.min)、0.0032L/(mg.min)和10.90mg/g、11

5、.04mg/g。等溫吸附滿足Langmuir吸附等溫模型，表明吸附過程為單層吸附，存在化學吸附，吸附為優(yōu)先吸附。離子的共存對苯酚有抑制作用。硫酸根、氟離子、苯酚的吸附優(yōu)先順序為：硫酸根離子、氟離子、苯酚，表明在類水滑石材料吸附過程中，離子所帶電荷數(shù)越大，被吸附力就越大。
　　2、應用XRD技術對Mg/Fe類水滑石化合物進行表征，結果說明材料具有典型的類水滑石材料的層狀結構，結構清晰完整。吸附實驗結果表明，苯酚去除率受pH影響較大；

6、吸附效率隨吸附劑投加量增加，且反應40min內基本完成吸附。吸附動力學分析表明，投加量為0.1mg/L、0.5mg/L和1.0mg/L時均滿足準一級動力學方程，擬合得到的速率常數(shù)分別為0.0220min-1、0.0217min-1和0.0254min-1，吸附平衡時的吸附量分別為8.12mg/g、9.30mg/g和9.53mg/g。
　　3、應用XRD技術對淀粉分散后的Mg/Al類水滑石化合物進行表征，表征結果說明加入淀粉的Mg/

7、Al類水滑石化合物較常規(guī)Mg/Al類水滑石峰銳度降低，但尺寸更均勻。吸附實驗結果表明：淀粉分散后的Mg/Al類水滑石化合物可有效吸附苯酚；苯酚吸附效率受pH值影響較大；最佳吸附溫度為30℃；淀粉最佳投加濃度為10g/L，吸附劑最佳投加量為1mg/L。吸附動力學實驗表明，投加量為0.1mg/L、0.5mg/L時均滿足準一級動力學方程，得到的速率常數(shù)和平衡吸附量分別為0.0223min-1、0.0233min-1和8.45mg/g、9.39

8、mg/g；投加量1mg/L時符合準二級動力學方程，速率常數(shù)和平衡吸附量分別為0.0028L/(mg.min)和11.19mg/g。
　　4、三種類水滑石化合物都具有良好的吸附苯酚效果，但Mg/Al/Fe類水滑石化合物對苯酚的吸附效果明顯優(yōu)于其他兩種材料。它高效發(fā)揮作用的溫度范圍比較廣，可以在25-40℃的范圍內吸附苯酚，且吸附效率均在90％以上。此外，Mg/Al/Fe投加量較少即可發(fā)揮較好作用，僅需投加量為0.5mg/L，吸附效率