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摘 要

由于工业的迅速发展，进入水环境中的有机污染物日益增多，导致水环境污染日益严重。而吸附法是有效去除水中有机物的方法之一。本文在了解膨润土基本性质的基础上，首先对膨润土进行钠化，再分别用阴离子、阳离子表面活性剂对钠基膨润土进行改性并研究其对苯酚、苯胺的吸附，比较其吸附效果。还探讨了十二烷基苯磺酸钠改性膨润土对苯酚、苯胺的吸附动力学和热力学规律。主要实验结论如下：

1. 将制备的改性膨润土分别进行FT-IR、DTA表征分析。结果表明：CTMAB及SDBS均很好的插层到膨润土的层间。

2. 实验表明改性膨润土吸附苯酚、苯胺的效果均优于钠基膨润土，其中阴离子改性膨润土的吸附性能最佳。

3. 通过对影响吸附行为的时间、膨润土用量、pH值、温度等因素进行系统研究，得出了最佳吸附条件。

4. 对苯酚、苯胺的吸附研究表明，十二烷基苯磺酸钠改性膨润土对苯酚、苯胺的吸附均服从Langmuir吸附等温方程。

5. 通过动力学拟合，十二烷基苯磺酸钠改性膨润土对苯酚、苯胺的吸附符合二级动力学方程。

6. 十二烷基苯磺酸钠改性膨润土对苯胺及苯酚的吸附吉布斯自由能变化均小于零，同时焓变小于42kJ/mol，熵变小于零，推测十二烷基苯磺酸钠改性膨润土对苯胺及苯酚的吸附是自发的物理吸附，苯酚和苯胺有序吸附于改性膨润土表面。

关键词：有机改性膨润土 苯酚 苯胺 吸附 去除率

Study on preparation of modified bentonite and its adsorption of organic pollutants

ABSTRACT

As a result of the rapid development of industry, more and more organic pollutants have been released into water environment, which results in that water environment pollution is getting more and more serious. The adsorption is one of the effective methods that could remove organic pollutants in water. On the basis of fully understanding characters of bentonite. The bentonite was first modified by sodium ion, then cationic and anionic surfactant were used to modify Na-bentonite respectively, the effect of two modifi-

ed bentonites adsorbing Phenol, aniline was compared. Kinetics and thermodynamics of

modified bentonites adsorbing to Phenol and Aniline were also studied. The main conclusions are as follows:

1.Characterize the modified bentonites through FT-IR, DTA. The results showed that CTMAB and SDBS can both be intercalated to layers of bentonite.

2.Data of the experiment showed that the adsorption effects of Phenol and Aniline adsorbing on organic modified bentonites were better than that of Na-bentonite, anionic modified bentonites was the best.

3.The experiment carried on systematically the study in the factor such as adsorption time, pH value, bentonites quantity, temperature, from which the best adsorption conditions of organic modified bentonites to adsorb Phenol and Aniline.

4.Phenol and Aniline adsorbing on SDBS-bentonite conform to Langmuir equation.

5.Through kinetic fit, the adsorption of Phenol and Aniline on SDBS-bentonites conformed to the second dynamic equation.

6.The study on thermodynamics of Phenol and Aniline adsorbing on SDBS-bentonite indicated that its adsorption to organic pollutants were spontaneous, the value changes of thermodynamic function and showed that the adsorption process are caused by physical action, the organic pollutants adsorbed on the adsorbent surface regularly.

KEYWORDS: Organic modified bentonites；Phenol；Anlline；Absorption；Removalrate

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 膨润土的性质、组成及改性 2

1.2.1 膨润土的结构和性质 2

1.2.2 膨润土的表面改性 3

1.3 有机膨润土在废水处理中的应用及吸附机理 6

1.3.1 有机膨润土在废水处理中的应用 6

1.3.2 吸附机理 6

1.4 本论文研究意义及内容 8

第二章 实验部分 9

2.1 实验试剂及仪器 9

2.2 改性膨润土的制备及其对苯酚、苯胺的吸附研究 10

2.2.1 苯酚、苯胺贮备液及标准液的配制 10

2.2.2 有机膨润土的制备 10

2.2.3 改性土的表征 10

2.2.4 改性膨润土对苯酚、苯胺的吸附研究 11

第三章 结果与分析 13

3.1 苯酚及苯胺溶液的标准曲线 13

3.2 改性膨润土的表征结果 14

3.2.1 红外光谱图 14

3.2.2 差热分析图谱 15

3.3 吸附影响因素 17

3.3.1 溶液pH值对苯酚、苯胺去除率的影响 17

3.3.2 吸附时间对苯酚、苯胺去除率的影响 18

3.3.3 改性膨润土投加量对苯酚、苯胺去除率的影响 19

3.3.4 吸附温度对苯酚、苯胺去除率的影响 20

3.4 吸附动力学 21

3.5 吸附等温线 22

3.6 吸附热力学 24

3.7 结论 25

参考文献 26

致 谢 29

第一章 文献综述

1.1 前言

近年来，随着人类社会的发展，农业、工业和生活等方方面面的废弃物的排放量也日益增多，造成了大气、水质和土壤的严重污染，直接威胁到了人类的生存和发展。环境污染的控制逐渐成为国内外环境领域必须解决的重大问题之一^[1-2]。苯胺、苯酚等有机污染物是重要的化工原料，广泛应用于化工、医药、染料等领域。在水中比较稳定，且不易被微生物降解，因而严重污染了环境，产生了危害人体健康的有害物质。纵观现今工业的发展趋势，苯胺、苯酚的需求量明显上升，对环境的破害也就越来越大了。因此，对这类有机污染物的净化处理迫在眉睫。目前，处理这类有机污染物的常用方法有化学氧化法、生物降解法、萃取法、吸附法、光催化氧化法等。而最有效的物理化学方法就是吸附法。因此，寻找价廉、高效的吸附剂有助于该法在水处理中的普遍应用。

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