基本信息
- 项目名称：
- 有机改性蒙脱土的制备及其对废水中苯酚吸附性能研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以信阳上天梯矿钙基膨润土为原料,经提纯钠化后用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）作有机插层剂与蒙脱土层间的阳离子进行交换,制备出层间距不同的有机蒙脱土,用XRD、TG、DSC对产品进行表征。探讨了有机改性的工艺条件及所得有机蒙脱土的吸附性能.结果表明,对50ml浓度为50mg/L的苯酚溶液,在温度35℃、吸附时间50min、有机蒙脱土投加量1.0g条件下,对苯酚的脱除率可达76%～78%左右。
- 详细介绍：
- 见作品论文
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 通过对蒙脱土进行改性处理，扩大蒙脱土的层间距，使其表面由亲水性变为亲油性，用于废水中有机污染物的处理。
科学性、先进性及独特之处
- 蒙脱土是2﹕1型的层壮云母型硅酸盐,用有机阳离子改性剂与蒙脱土进行离子交换,使亲水性的蒙脱土变为亲油性的蒙脱土,同时层间距被扩大有利于对有机物的吸附或使其插层,可用于聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备,或作为有机物的吸附剂用于废水治理。 本作品的独特之处在于选用廉价储量丰富的蒙脱土为原料，经简单加工处理即可制成有机蒙脱土，对准备工艺条件进行探讨，有一定的理论参考价值，应用前景广阔。
应用价值和现实意义
- 实验结果表明,本文所制得的有机蒙脱土对50ml浓度为50mg/L的苯酚溶液,在温度35℃、吸附时间50min、有机蒙脱土投加量1.0g条件下,对苯酚的脱除率可达76%～78%左右。对芳烃类有机污染废水治理有潜在的应用前景。
学术论文摘要
- 以信阳上天梯矿钙基膨润土为原料,经提纯钠化后用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）作有机插层剂与蒙脱土层间的阳离子进行交换,制备出层间距不同的有机蒙脱土,用XRD、TG、DSC对产品进行表征。探讨了有机改性的工艺条件及所得有机蒙脱土的吸附性能.结果表明,对50ml浓度为50mg/L的苯酚溶液,在温度35℃、吸附时间50min、有机蒙脱土投加量1.0g条件下,对苯酚的脱除率可达76%～78%左右。
获奖情况
- 2008年12月，本校第七届“挑战杯”大学生学术科技作品竞赛一等奖； 2009年5月，河南省第七届“挑战杯”大学生学术科技作品竞赛一等奖。
鉴定结果
参考文献
- [1] 杨性坤,沈久明.聚合物/蒙脱土纳米复合材料研究进展[J]. 信阳师范学院学报（自然科学版）,2006,19(3):268-272. [2] 漆宗能,尚文宇.聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践[M].北京:化学工业出版社,2002. [3] 王珂,朱湛,郭炳南,等.有机蒙脱土的指标及其结构表征[J].北京理工大学学报,2002,22(2):240-243. [4]武保华,王中一,余鼎声.有机蒙脱土的指标与表征[J].石油化工,1999,28(3)：153-156.
同类课题研究水平概述
- 酚类化合物是一种细胞原浆毒，其毒性作用是与细胞原浆中蛋白质发生化学反应，形成变性蛋白质使细胞失去活性。含酚废水危害人体健康，破坏自然生态，造成环境污染。苯酚废水主要来源于化工和医药行业，难以用通常的生物处理技术处理，化学法、萃取法、焚烧法等由于技术或成本等原因，难以应用于生产实际。吸附法是一种常用的含酚废水处理技术，常用的吸附材料有活性炭、硅胶、酸性白土、活性氧化铝和沸石分子筛等，但由于这些材料的吸附容量小、吸附和再生速率慢、使用寿命短、吸附剂后处理困难。为了降低成本，近年来，利用非金属矿物改性吸附剂处理含酚废水研究较多。但天然的非金属矿物吸附能力低、吸附容量小，不适合用于含酚废水治理。 目前蒙脱土的主要开发研究领域有水净化和在“三废”处理中的应用,用作洗涤剂添加剂、吸附剂、动物饲料添加剂、干燥剂、建筑涂料和沥青乳化剂、无碳复写纸添加剂、化妆品用添加剂、药物载体等。我国蒙脱土的蕴含量很大,方便易得,价格低廉,近年来对蒙脱土的研究也较多,但就消耗量而言一直以钻井泥浆、铸造和铁矿球团为主,在其他领域的应用所占的比例较小。所以我国在蒙脱土的开发及应用方面潜力很大,随着科学技术的进步和国民经济建设的快速发展,各领域对蒙脱土的需求将会日益增加,这大大刺激了我国对蒙脱土开发应用研究的广泛开展,一批技术含量高、应用广的蒙脱土新产品将会不断被开发出来。 本文着重探讨信阳上天梯矿产膨润土的净化提纯及有机蒙脱土的制备工艺,并用X射线衍射仪和热分析仪对产品进行表征,测试其对有机物的吸附性能,从而确定蒙脱土的最佳有机改性工艺条件。 用本技术制得的有机蒙脱土，原料来源广、价格低，生产工艺简便，对苯酚脱除率较高，有望在含酚废水治理中得到广泛应用。
