有机改性粘土矿物的制备及其对甲基异柳磷的吸附

论文摘要

随着有机合成农药的大量使用,在农作物、土壤、水体及大气中的农药残留问题逐渐突出。目前,处理农药废水的技术有很多,如活性炭吸附法、催化氧化法、化学絮凝法、活性污泥法等。本文的研究重点为普通粘土矿物—高岭土和硅藻土的改性技术及其对甲基异柳磷的吸附特性研究。本文采用十六烷基三甲基溴化铵（HDTMA）对高岭土和硅藻土进行改性,并研究其制备条件对甲基异柳磷的吸附性能影响。结果表明,在室温和pH=4的条件下用0.6 CEC当量的HDTMA反应15 min改性制备的有机高岭土对甲基异柳磷的吸附效果最佳;而有机硅藻土的最宜制备条件为:室温,pH为7,HDTMA:CEC为0.5,反应时间为15 min。在静态条件下,研究了甲基异柳磷初始浓度、吸附时间、溶液pH值、吸附剂投加量及盐的加入等因素对吸附效果的影响,求得了有机高岭土和硅藻土的静态吸附等温线。实验结果表明,有机高岭土及硅藻土对甲基异柳磷的吸附反应速率较快,在最佳吸附条件下,即有机高岭土投加量为10 g/L,溶液中甲基异柳磷的初始浓度为30 mg/L,吸附平衡时间为40 min,在所选pH（5-9）范围内甲基异柳磷的去除率均能保持在80%左右;在所实验的pH范围内（4-10）,室温、吸附时间20 min、吸附剂投加量10 g/L,有机硅藻土对初始浓度为30 mg/L的甲基异柳磷的吸附率可保持在34.0%左右。溶液中某些共存离子可以明显提高有机高岭土和硅藻土的吸附性能。有机高岭土和硅藻土对甲基异柳磷的吸附行为可较好地采用Freundlich吸附等温式进行描述。采用动态吸附实验求得了有机高岭土和有机硅藻土对甲基异柳磷的吸附穿透曲线,同时研究了有机粘土与土壤的质量比及溶液pH值等因素对吸附效果的影响。在到达穿透点前,40 g土壤与80 g有机高岭土对甲基异柳磷的吸附率可高达94.1%,而30 g土壤与30 g有机硅藻土对甲基异柳磷的最高吸附率为66.6%。随着吸附层中有机硅藻土所占比例的增加,甲基异柳磷的去除率呈现增大的趋势。当其它条件一定时,进水溶液pH值对甲基异柳磷的去除率影响很小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 农药使用综述
• 1.1.1 农药的使用
• 1.1.2 甲基异柳磷的性质及其应用
• 1.1.3 农药的危害
• 1.2 农药污染治理技术研究现状
• 1.2.1 物理法
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 生物化学处理法
• 1.2.4 其他农药废水处理新技术
• 1.3 有机粘土矿物的制备及其基本性质
• 1.3.1 高岭土与硅藻土的结构及性质
• 1.3.2 有机改性粘土矿物的应用
• 1.3.3 有机改性粘土矿物的基本特征
• 1.3.4 有机粘土矿物的制备
• 1.4 论文的选题意义
• 1.5 论文的研究内容及技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 参考文献
• 第二章 实验试剂、设备及研究方法
• 2.1 实验试剂
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 阳离子交换量的测定方法
• 2.3.2 甲基异柳磷的测定方法
• 2.3.3 有机高岭土、硅藻土的制备
• 2.3.4 静态吸附实验
• 2.3.5 动态吸附实验
• 参考文献
• 第三章 有机改性粘土的制备影响因素分析
• 3.1 HDTMA用量对改性效果的影响
• 3.2 反应温度对改性效果的影响
• 3.3 改性反应时间对改性效果的影响
• 3.4 制备反应的溶液 pH对改性效果的影响
• 3.5 有机改性高岭土表面特征分析
• 3.5.1 有机改性高岭土特性测试
• 3.5.2 XRD分析
• 3.5.3 红外光谱分析
• 3.6 小结
• 参考文献
• 第四章 有机改性粘土矿物对甲基异柳磷的吸附性能
• 4.1 静态吸附实验
• 4.1.1 反应时间的影响
• 4.1.2 pH值的影响
• 4.1.3 有机改性粘土矿物投加量的影响
• 4.1.4 溶液盐度的影响
• 4.1.5 有机高岭土对甲基异柳磷的吸附等温线
• 4.1.6 有机改性硅藻土对甲基异柳磷的吸附等温线
• 4.1.7 小结
• 4.2 动态吸附实验
• 4.2.1 有机改性粘土矿物的吸附穿透曲线
• 4.2.2 不同土壤与有机改性粘土矿物质量比的影响
• 4.2.3 溶液pH值的影响
• 4.2.4 小结
• 参考文献
• 第五章 粘土矿物的有机改性及其对有机物的吸附机理讨论
• 5.1 粘土矿物的表面电荷
• 5.2 粘土矿物的吸附
• 5.2.1 物理吸附
• 5.2.2 化学吸附
• 5.2.3 离子交换性吸附
• 5.3 粘土矿物的有机改性
• 5.4 有机改性粘土矿物对甲基异柳磷的吸附
• 参考文献
• 第六章 结论与课题展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 研究中的不足之处
• 6.4 研究展望
• 论文发表
• 致谢