基于正交试验的改性凹凸棒土包埋颗粒制备工艺参数优化——以对亚甲基蓝的吸附为例文献综述

 2021-09-25 08:09

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文献综述

1.1前言

当今社会的经济飞速发展,国民经济各个领域的用水量与日俱增,水体的污染也在不断加剧。为了提高环保力度,世界各国对于水质标准的制定也越来越严格,因此对于可应用于工程的高效水处理剂的研究已经成为废水处理中的热点。

凹凸棒土是一种层链状结构的含水富美铝硅酸盐粘土矿物,也称坡缕石。由于凹凸棒土具有特殊的纤维结构和不寻常的胶体物质等因此具有相对较大的比表面积和离子交换的容量,吸附效果好,脱色效率高,具有良好的热稳定性且成本低,现在已经广泛应用于各类废水的吸附处理工业中。

凹凸棒土的可再生性也是它被广泛应用于吸附过程和污水处理工艺中的一大原因,因此凹凸棒土的处理方式能耗相对少,对于环境保护而言是十分有利的。在前人对凹凸棒土的吸附性能的研究的基础上我们可以知道凹凸棒土的吸附性能次序为:烷烃环烷烃芳香烃中性脂正烯烃酮醛酸醇水,直链的烃相较于支链的烃更易于被吸附[1]。用凹凸棒土消除水中的这些污染物可以通过接触或者过滤工艺技术,而凹凸棒土的再生则可以通过加热或者加入化学试剂处理。因此对于生态环境的保护和人类的健康发展来说,凹凸棒土的水处理技术的发展和应用是相当重要的。

尽管凹凸棒土对水中杂质均有较好的吸附能力,但是粉状的非金属吸附材质在废水处理时存在许多问题例如颗粒过细、在遇水之后容易分散和粉化、在后续处理中固液分离困难、容易形成新的工业污泥、再生困难等等,从而导致实际工业应用中难度增加。为了解决这些问题,许多学者在凹凸棒土包埋颗粒的制备的方面已经开始了许多有效的探索。

通过使用包埋剂将凹凸棒土制成有一定机械强度的颗粒,研究制备工艺的影响因素,找出最优制备条件。

1.2国内外研究状况

1.2.1凹凸棒土概述

凹凸棒土理论上的化学式为Mg5Si8O20(OH2)44H2O,但由于形成的过程中各种因素不同,所以实际产出的凹土的结构式与理论的晶体结构有一定的差异。其基本的构造单元是硅氧四面体双键,平行于C轴,各链之间通过氧原子相连接,硅氧四面体的角顶四个一组,上下交替着排列[2]。这样的排列方式使得四面体片在链间被连续地连接起来,从而构成链层状的硅酸盐结构。由于四面体的自由氧原子的指向是不一致的,从而决定了八面体片的不连续性,形成很多孔道。

凹土棒土作为一种天然的一维棒状的纳米材料,因其各种优异的物化性质现已被广泛应用于纺织业、化工业、环保、建材、铸造等领域。

1.2.2国外的凹凸棒土应用发展状况

凹凸棒土最早是在1860年由俄罗斯的学者萨夫钦科夫发现的,目前世界上的凹土的产量大约在110万吨左右,英国则是世界上最大的凹土的生产国家,20世纪90年代是约产90万吨。在是上世纪的中期,许多国外学者就已经开始对凹凸棒土的性质结构和应用展开全面的研究。

国外凹凸棒土的产品主要分为脱色剂和吸附剂两大类,包括专门用于石油类油脂的漂白、净化、过滤的专业产品及环保中油脂类水、用作宠物垫的吸附剂等等[3]。

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