介孔二氧化硅改性蒙脱土包含一个联合螯合配体对重金属离子的吸附研究

介孔二氧化硅改性蒙脱土包含一个嫁接的螯合配体

对重金属离子的吸附研究

(Mary Addy, Bradley Losey, Ray Mohseni, Eugene Zlotnikov1, Aleksey Vasiliev*)摘要:论文研究目的是在有机黏土的基础上一个新的吸附剂的开发与螯合共价配位

体吸附在粘土矿物表面。螯合配体在粘土结构中的存在可显著的提高其固定废水中被污染污泥的重金属离子的能力。蒙脱土、高岭土被选作为可膨胀的和非膨胀的粘土矿物的典型实例。使用氧化物的连续改性与联合络合剂的改性组成两步式改性步骤对粘土矿物进行改性,二氧化硅和氧化铁用来改性未加工的分散的粘土矿物,与四乙氧基硅烷和硝酸铁溶液反应。一个螯合配位体,氮-3-三甲基丙基乙二胺三乙酸三钠盐,被引入空的层间域并在水溶液中改性粘土矿物。有机黏土净化废水的效率通过很多前处理的样品在实验室进行测试,也就是,有机粘土矿物是用最高的特定螯合剂来加载。实验是以污水模拟包括单一或混合的重金属离子来进行。改性后的有机粘土显示了对重金属阳离子的高吸附容量甚至在酸性的介质中。这篇文中提供的改性方法可以用于合成高效吸附剂及其在受污染地区的应用。

关键词:蒙脱土;高岭土;有机粘土;重金属阳离子;吸附;环境保护

1 引言

环境保护要求经济上可行的、高效的材料来吸附重金属离子。自然产生的丰富的粘土和粘土矿物有很好的潜力, 然而也有阻碍,通过把重金属离子直接弱吸附在粘土矿物表面。这样的吸附主要是通过离子交换机制发生。未经处理的粘土的阳离子交换容量是不足够大规模应用。通过黏土吸附金属离子强烈依赖于介质的pH并在酸性溶液中变得更有效。

重金属离子更强大的粘合物在螯合剂的帮助下可能实现。对吸附用途而言,螯合剂应该在固体载体上固定。这种类型的吸附剂可能潜在的从酸性介质中提取重金属离子。使用粘土的主要障碍是作为螯合物的载体只有相对较小的表面来供配位体固定。

层状粘土矿物的孔隙率可通过柱撑来提高,这必须要求粘土矿物是成柱状的夹层化合物防止在应用期间脱水崩溃。柱子之间的间距应足够大允许可以参与的分子接近。即就我们而言,螯合配体的生产过程应该是可伸缩的和廉价的。因为粘土是自然的产品,它们的属性变化可能是重要的,因此,生产过程应该采用合理变化的性质和原始粘土的组成。

回顾德斯特范丽斯和汤姆林森(2006)的文章,他们总结了各种柱撑路线,最广泛的传统的路线是与多价元素无机阳离子的柱撑,如铁、铝、锆、铬等。无机阳离子可以单独使用或混合使用。所有这些文献都报道了BET比表面积的显著增加。在梅斯等(1997)的文章中,制备出最终的产品结合微孔容和全部的BET比表面积为383平方米每克。通过袁等描述蒙脱土与四氯化钛在碱性条件下柱撑增加整体BET比表面积从35.1到323.2平方米每克(2006 a,2006 b)。但是很少广泛使用,,未来配位体嫁接的一个有前途的柱撑路线是基于各种溶胶-凝胶的改性过程。文献资料表明,总BET比表面积通过这一过程可能会超过700平方米每克。粘土矿物分散在乙醇中与四乙氧基硅烷(TEOS)溶液发生反应。碱性或酸性水解导致硅酸盐离子的形成。与无定形氧化硅三维网格的形成。非晶型硅在粘土矿物的层间可能会形成柱状。然而,文献中没有发现证据说明硅域被定位仅在层间。

引入表面活性剂进入TEOS 过程允许做模板的异质结构。在夏等(2009)的文章中指出,

相关推荐
相关主题
热门推荐