论文摘要
当前大气、水体、土壤和生物等环境介质已普遍受到化学物质的污染,影响了生态环境的功能和人群健康。环境污染控制和修复是国内外环境科学和工程领域必须解决的重大问题之一,为此,需不断探索环境污染控制与修复的新材料、新方法和新技术。本文以双阳离子季铵盐型Gemini表面活性剂为插层剂制备了有机膨润土,定量表征了其表面性质,并以甲基橙溶液为模拟染料废水,考察了改性膨润土对水中甲基橙的吸附规律,同时测定了改性膨润土对19种易挥发性有机气体的吸附热力学参数。具体研究内容如下：1.以系列阳离子Gemini表面活性剂Gm-n-m为插层剂制备了有机膨润土,当双链Gm-n-m分子进入到膨润土层间,其疏水性增强,层间距由1.51nm增大到3.91nm,有机物含量达到23.53%,且层间距和有机物含量明显大于单链DTAB（十二烷基三甲基溴化铵）改性膨润土。温度、时间、搅拌速率及插层剂用量对有机膨润土的层间距及有机物含量有明显影响,最适宜的制备条件为：插层剂用量为钠基膨润土的40%,70℃下水浴反应3小时,搅拌速率为205r/min。2.以甲基橙溶液为模拟印染废水,考察了阳离子Gemini表面活性剂改性膨润土对甲基橙的吸附性能,确定了平衡吸附时间,Gemini改性膨润土的投加量以及用有机膨润土吸附处理印染废水时对废水的pH值,盐度以及温度的要求。研究表明：膨润土经阳离子Gemini表面活性剂改性后表面带正电荷,这有利于甲基橙阴离子的吸附,甲基橙阴离子极大部分吸附在带正电荷的有机土表面,少部分溶解在有机土层间域的有机相中；具有双链的Gemini改性膨润土对甲基橙的去除率显著大于单链DTAB改性的膨润土；有机土吸附甲基橙的等温吸附线符合Freundlich等温吸附模型,且吸附过程为吸热吸附；吸附遵循Ho二级吸附速率方程,表明吸附是由化学吸附控制的。3.用反气相色谱法（IGC）对改性后的膨润土的表面能和酸碱性进行了定量的研究,研究结果表明：（1）Gemini改性膨润土的表面能的色散分量受随温度的升高而降低,Gemini表面活性剂碳链的长短对有机膨润土的表面能的色散分量影响不是很明显。Gemini改性膨润土的表面呈现较强的碱性,并且随着Gemini表面活性剂的碳链增长,其表面碱性特征越明显。（2）Gemini改性膨润土对VOCs的吸附为物理吸附,且对VOCs的吸附作用有较强的选择性,吸附能力的大小与VOC的分子量、分子结构、沸点、极性等物理化学性质有关；改性时所用Gemini表面活性剂的碳链越长,其吸附能力也越强；温度升高则不利于VOCs分子的吸附。
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