引言 凹凸棒是一种碱土金属的含水镁铝硅酸盐粘
2013-08-26 01:06
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引言 凹凸棒是一种碱土金属的含水镁铝硅酸
引言
凹凸棒是一种碱土金属的含水镁铝硅酸盐粘土矿物，是天然纳米结构矿物材料，具有良好的吸附性、阳离子交换能力和较大的内、外表面积，对各类有机污染物有良好的吸附效果。此外，因其具有纳米材料的属性，还可以作为催化剂载体。这些物理化学性能为一般粘土矿物所无法比拟。我国凹凸棒资源储量丰富，仅甘肃临泽、江苏盱眙所探明储量就大于其他总和。另外，凹凸棒开采成本不高，许多学者对凹凸棒的应用进行了大量的研究，但对于废水中染料吸附的研究较少。凹凸棒如能作为脱色剂使用，则可以大大降低脱色成本。
凹凸棒的理论化学式为Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O，其结构已由Bradley[1]于1940年提出。
染料废水是公认的较难处理的工业废水之一。据统计，我国染料的年产量已超过德国和美国而居世界第一，随之而来的是大量的染料废水排放。[2]染料废水具有污染物浓度高，色度深，可生化性差，处理难度大，对水环境危害严重等特点。特别是含阳离子型难生化降解的染料废水，本身对微生物有毒害作用。有关阳离子染料废水的脱色研究，国内外已试用多种方法，包括离子交换法、吸附法、臭氧氧化法、化学生物法等，但处理效果难以令人满意。现在比较普遍的吸附法中，常用的吸附剂是活性炭，但由于有耗量大、成本高等缺陷，寻求成本低廉、效果好的天然吸附剂已成为各国研究的热点。[3]
结晶紫别名龙胆紫、甲紫，属含多环芳烃类碱性染料，分子式为C25H30ClN3。这类多环芳烃染料属于重要的难降解有机物。医疗废水和印染废水中经常含有结晶紫。在染色排放废水中的残余染料能够积累，会对受纳水体产生较大的有机性污染，破坏水体的生态系统，并使水体带有各种使人不愉快的颜色。另外，结晶紫还属于有毒有害物质，中等毒性。
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对于废水中结晶紫的去除曾有人做过吸附法[4]、光催化降解[5]、微生物降解[6]、泡沫分离法[7]等方面的研究，但是各有利弊：成本过高、周期过长，脱色不完全等，不适合大规模应用。所以本文通过模拟染料废水进行脱色试验，以考察各种工艺条件对染料去除率的影响情况，确定最佳工艺条件，研究含阳离子染料结晶紫的废水在凹凸棒作为吸附剂时的脱色规律，为以凹凸棒为吸附剂处理阳离子染料废水提供科学依据。
1 实验部分
1.1 常规仪器与试剂
结晶紫（AR，天津市凯通化学试剂有限公司）、凹凸棒（产地：甘肃临泽）、活性炭(AR，国药集团化学试剂有限公司)、浓硫酸（白银市白化良友化学试剂有限公司）、六偏磷酸钠（AR，天津市光复精细化工研究所）、十六烷基三甲基溴化铵（AR，天津市光复精细化工研究所）、去离子水（实验室自制）。
200 目标准分样筛（浙江上虞市道墟振兴筛具仪器厂）、METTLER AE200S 电子分析天平（Mettler-Toledo Instr. Ltd.）、DHG-9145A 型电热恒温鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）、SIMS50000 去离子水仪（Millipore Trading Co., Ltd.）、DF-101S 即热式恒温加热磁力搅拌器（郑州长城科工贸有限公司）、THZ-98A 型恒温振荡培养箱（上海一恒科学仪器有限公司）、KQ-500B 超声波清洗器（昆山超声仪器有限公司）、LD5-2A 离心机（北京京立离心机有限公司）、紫外可见分光光度计（UNICAM UV300）、ET99730 微电脑多参数快速水质测量仪（北京艾诺威商贸有限公司）、ET99125 加热消解器（北京艾诺威商贸有限公司）；容量瓶、烧杯、锥形瓶、漏斗、布氏漏斗、真空泵。
1.2 实验步骤
1.2.1 模拟废水的配制
据所查文献可知，结晶紫印染废水浓度一般为0.10～0.40 mg/L，所以分别配制浓度为0.10mg/l、0.20mg/l、0.40mg/l 的结晶紫溶液各200ml，置于锥形瓶中，加入磁力搅拌子，放入恒温加热磁力搅拌器搅拌15min 使之完全溶解。
