【正文】 的作用下，酸中的會(huì)逐漸置換位于晶格表面和置換后的一部分又可以被溶液中的所取代從而生成吸附能力更強(qiáng)的鋁離子或堿基鋁離子；最后酸還能除去分布在膨潤(rùn)土通道中的雜質(zhì), 增大孔容積，疏通孔道，使吸附性能得到提高。用經(jīng)醋酸和醋酸鈉改性的膨潤(rùn)土吸附 取得了較好的效果。 存在的問(wèn)題及研究方向無(wú)論是焙燒、酸活化，還是添加無(wú)機(jī)或有機(jī)活化劑，都能對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行有效的改性，但不同類(lèi)型的改性膨潤(rùn)土對(duì)重金屬的吸附容量和吸附選擇性抵抗外界環(huán)境（pH值、共存無(wú)機(jī)離子或有機(jī)物等）干擾的能力上還是存在著較大的差異考慮到第9期陳培榕等：膨潤(rùn)土的改性及其在重金屬吸附中的研究進(jìn)展電鍍等行業(yè)排放廢水水質(zhì)的復(fù)雜性以及工業(yè)處理過(guò)程中經(jīng)濟(jì)性的要求，要使膨潤(rùn)土能夠在重金屬?gòu)U水的吸附處理中得到進(jìn)一步的應(yīng)用，還應(yīng)該加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的研究。最后應(yīng)深入研究膨潤(rùn)土在再生方法，找到一種更加經(jīng)濟(jì)可行的改性方法因膨潤(rùn)土有分布廣儲(chǔ)量大和價(jià)格低廉穩(wěn)定性和吸附性較好等優(yōu)點(diǎn)，相信將其投注于在工業(yè)水處理中的應(yīng)用指日可待。由以上可知有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)重金屬陽(yáng)離子和陰離子都具有較好的去除效果，水體中共存有機(jī)污染物對(duì)其吸附效果影響較小，吸附的動(dòng)力學(xué)模型較為清楚，因而在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。有研究發(fā)現(xiàn)：雖然有機(jī)膨潤(rùn)土吸附的Cr(VI)和Mo(VI)90％以上都可以洗脫出來(lái)，但再生后的有機(jī)膨潤(rùn)土的吸附性能急劇下降因此提高有機(jī)改性膨潤(rùn)土的再生性能，是有機(jī)膨潤(rùn)土的應(yīng)用研究中不可回避的課題。利用天然高分子如殼聚糖等和膨潤(rùn)土制備復(fù)合吸附劑，對(duì)水體重金屬的吸附具有快速、徹底的優(yōu)點(diǎn)，還能夠解決膨潤(rùn)土使用中難以沉降的缺點(diǎn)考慮到天然高分子材料廣泛的來(lái)源，該類(lèi)吸附劑的開(kāi)發(fā)將有助于進(jìn)一步降低重金屬吸附處理的成本。 將改性膨潤(rùn)土吸附劑和其它廢水處理技術(shù)如膜生物反應(yīng)器等聯(lián)用后，不但可使重金屬的去除率得到大幅提高，還可有針對(duì)性地應(yīng)用于一些特殊性質(zhì)廢水的處理。水體重金屬和有機(jī)物復(fù)合污染的狀況已經(jīng)引起了人們的普遍關(guān)注，同時(shí)吸附去除水中的重金屬和有機(jī)污染物也是改性膨潤(rùn)土重要的應(yīng)用方向。目前關(guān)于膨潤(rùn)土對(duì)重金屬離子的吸附多限于對(duì)模擬廢水的實(shí)驗(yàn)研究，而對(duì)實(shí)際廢水中重金屬離子的吸附應(yīng)用研究較少。膨潤(rùn)土吸附重金屬離子一般都是建立在陽(yáng)離子交換反應(yīng)的理論基礎(chǔ)上。對(duì)于蒙脫石吸附金屬離子后的占位及所占比例研究還較少，這一問(wèn)題可能會(huì)影響到如何對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性達(dá)到提高吸附性能的目的。因?yàn)椴煌氐脑恿肯嗖詈艽笥胢g/L等作單位不便于對(duì)幾種金屬離子的吸附進(jìn)行對(duì)比。雖然經(jīng)過(guò)某些方法處理后膨潤(rùn)土的吸附性能會(huì)有所改善, 但往往增加了成本，對(duì)于廢水處理來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)成本是首先要考慮的因素?！　】碧窖芯勘砻?，我國(guó)膨潤(rùn)土的儲(chǔ)量世界第一位，種類(lèi)齊全分布廣遍布26個(gè)省市產(chǎn)量和出口均居世界前列。保有儲(chǔ)量大于70億噸。據(jù)新疆地礦部門(mén)證實(shí)和布可賽爾蒙古自治縣境內(nèi)有7處膨潤(rùn)土礦床其中有4處大型礦床(烏蘭英格、日月雷、德侖山南和德侖山西南)。日月雷礦區(qū)膨潤(rùn)土礦地質(zhì)儲(chǔ)量8億噸。廣西產(chǎn)地有寧明、田東、崇左、桂平、其次是田東達(dá)4000萬(wàn)噸總儲(chǔ)量超過(guò)11億噸。其余分布于江蘇、四川（南充）河北、湖北、山東、安徽、浙江、江西、河南、陜西和甘肅等省可見(jiàn)，膨潤(rùn)土礦資源高度集中這有利于組建大型企業(yè)集團(tuán)建立大型生產(chǎn)基地向?qū)I(yè)化、規(guī)模化、集約化發(fā)展。但是我國(guó)膨潤(rùn)土開(kāi)發(fā)利用的程度很低累計(jì)開(kāi)采量不足已探明儲(chǔ)量的1%。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)目前膨潤(rùn)土產(chǎn)品年產(chǎn)銷(xiāo)量約270萬(wàn)噸，其中用于鑄造型砂100～110萬(wàn)噸用于鉆井泥漿70噸，用于冶金球團(tuán)45萬(wàn)噸用于油脂脫色（活性白土）20萬(wàn)噸，用于其他20～30萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)：李錚等[14]利用改性之后的膨潤(rùn)土處理含鉛廢水，研究結(jié)果表明，當(dāng)pH=8左右，在改性膨潤(rùn)土用量為萬(wàn)分之二時(shí)，出水中，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；用量為萬(wàn)分之三時(shí)，的去除率達(dá)到90%以上趙小明等[15]利用碳酸鈉氧化鋁對(duì)天然膨潤(rùn)土進(jìn)行改性來(lái)處理含Cr(VI) 廢水，其研究結(jié)果表明，在pH=6，當(dāng)改性膨潤(rùn)土投加量為15g/L時(shí)，Cr(VI) 的去除率可達(dá)95%以上于瑞蓮等[16]利用酸改性膨潤(rùn)土對(duì)廢水中的的去除進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明，%，達(dá)到了國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn) 羅太安等[17]研究利用改性膨潤(rùn)土處理廢水中的研究結(jié)果表明，的去除率達(dá)到96%于瑞蓮等[18]利用酸改性膨潤(rùn)土對(duì)的去除進(jìn)行研究，% 張宇等[19]利用改性膨潤(rùn)土處理含的研究，研究結(jié)果顯示，pH為5～6 時(shí)，吸附效率接近100%。膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要成分的層狀鋁硅酸鹽，層間可膨脹，陽(yáng)離子交換容量CEC（陰離子的交換能力）較大，對(duì)重金屬陽(yáng)離子具有較強(qiáng)的吸附能力但由于膨潤(rùn)土表面硅氧結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的親水性，層間陽(yáng)離子易發(fā)生水合，因而被吸附的重金屬容易解析，難以從水體中徹底去除；此外，天然膨潤(rùn)土對(duì)重金屬離子的吸附選擇性、吸附穩(wěn)定性等也有待提高。改性膨潤(rùn)土為當(dāng)前日益嚴(yán)重的水體重金屬污染提供了新的處理途徑，其研究和應(yīng)用也成為了水處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一近幾年來(lái)，研究者在優(yōu)化和完善常用的膨潤(rùn)土改性方法的同時(shí)，對(duì)的柱撐改性、插層改性等新方法也進(jìn)行了大量的研究，取得了許多有應(yīng)用價(jià)值的成果。當(dāng)使用膨潤(rùn)土吸附處理重金屬?gòu)U水時(shí)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉；（2）制備方法簡(jiǎn)單；（3）吸附效果好，而且在吸附水中重金屬的同時(shí)可去除有機(jī)污染物；（4）具有較高的化學(xué)和生物穩(wěn)定性。然而，目前對(duì)應(yīng)用膨潤(rùn)土吸附處理重金屬?gòu)U水的研究大多局限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，對(duì)于實(shí)際廢水的研究還較少。 　 近年來(lái)有關(guān)膨潤(rùn)土的發(fā)展較為迅速，制備方法的報(bào)道日漸增多。但目前對(duì)改性膨潤(rùn)土性質(zhì)發(fā)生變化的機(jī)理及制備過(guò)程的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)過(guò)程仍然需要進(jìn)一步的深入研究。最后，為使膨潤(rùn)土吸附處理重金屬獲得廣泛的應(yīng)用，如何對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性是廣大材料科學(xué)家和化學(xué)家在研究中面臨的難點(diǎn)、熱點(diǎn)和前沿問(wèn)題。膨潤(rùn)土作為一種重要的非金屬礦物，經(jīng)過(guò)多年來(lái)國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的共同研究表明膨潤(rùn)土將具有廣泛的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越顯示出其在環(huán)保領(lǐng)域中應(yīng)用的可行性。本文從論文選題、文獻(xiàn)閱讀和論文的撰寫(xiě)成稿，無(wú)不凝結(jié)著導(dǎo)師的智慧和心血。臧老師對(duì)我嚴(yán)格要求，并親自指導(dǎo)我的論文，講解相關(guān)內(nèi)容。其次，我要感謝舍友和同學(xué)的熱情幫助，在我的論文撰寫(xiě)過(guò)程中，都給予了我很大的幫助。再次向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示深深的謝意！致謝人：韓雪玲 2012年5月18日 翻譯平衡動(dòng)力學(xué)研究表明：煅燒層狀雙氧化物可以從水溶液中吸收氯離子在一定的溫度范圍內(nèi)煅燒層狀雙氧化物（LDH）已經(jīng)表明是為了讓原有的分層結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)適當(dāng)?shù)年庪x子。這個(gè)平衡等溫式表明：氯離子的吸收與CLDH相一致除朗繆爾方程和弗倫德里希方程，而朗繆爾方程給了一個(gè)更好的更合適的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模型。不同溶液的PH、最初氯離子的濃度、吸附量和溫度的影響氯離子的動(dòng)力學(xué)研究也被開(kāi)發(fā)。 kJ/mol,氯離子的吸收過(guò)程表明控制氯離子和CLDH的是反應(yīng)速率而不是擴(kuò)散。1．引言層狀雙氧化物（LDHs），一類(lèi)具有高交換能力陰離子的粘土，是一種有效的吸附劑可去除多種陰離子的污染物。的分解熱大約500℃可導(dǎo)致混合金屬氧化物,高的比表面積區(qū)域和金屬陽(yáng)離子分散區(qū)域。DiazNava等人,2003年。和Asouhidou,2003年)。Panswad,1999年)高含鹽量廢水中可能會(huì)引起處理系統(tǒng)的問(wèn)題特別是生物單位(Panswad和,1999),并能引起腐蝕的浪費(fèi)管道、縮放,和農(nóng)作物的損害(Kameda等人,2000年)。其它的治療方法對(duì)包含氯離子廢水的使用進(jìn)行了研究。動(dòng)力學(xué)的研究是必要的,除氯團(tuán)體因?yàn)槟苋コ瓤杀槐焕脼榈陌l(fā)展預(yù)先模型專(zhuān)欄實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果可用于理解變量的吸附溶質(zhì)的影響。不同的初始氯濃度、吸附劑數(shù)量和溫度的影響對(duì)氯化去除動(dòng)力學(xué)研究了這項(xiàng)工作。2．材料和方法 合成LDH和CLDH六水硝酸鎂，九水硝酸鋁，氫氧化鈉，碳酸鈉。水氯溶液應(yīng)用于該研究中是一個(gè)綜合廢水。氯的解決方案準(zhǔn)備從無(wú)水鹽碳酸鹽巖為夾層LDH負(fù)離子通過(guò)傳統(tǒng)的共同沉淀由本集團(tuán)(學(xué)者等人，1999年；Ren和等人，2001年)先前開(kāi)發(fā)的方法，包括非常迅速的混合來(lái)完成的核過(guò)程其次是一個(gè)獨(dú)立的衰老過(guò)程在去離子中水解。這兩個(gè)方案同時(shí)添加到一個(gè)豎式轉(zhuǎn)錐磨機(jī)與轉(zhuǎn)子速度為5000轉(zhuǎn)的反應(yīng)器中攪拌2分鐘。在馬弗爐溫度為500℃煅燒CLDH3小時(shí)。CLDH和氯化物的離子的溶液,在一系列的250毫升以同樣的圓錐瓶的(100毫升)在30177。反應(yīng)混合物的pH值在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始已經(jīng)控制好,為了防止污染影響到外部陰離子吸收。最后的濃度測(cè)定了由氯離子選擇性電極從而得到計(jì)算CLDH從以下公式： 是在平衡裝載量(毫克/g),V是溶液的體積量(L), (毫克/升)和 (毫克/升)是氯離子的平衡最初的濃度，是吸附劑(g)。1℃)在氮?dú)獬渥愕臈l件下選定時(shí)間間隔提取5毫升以過(guò)濾分離,在氯離子濃度溶液中稀釋50毫升使用選擇性電極測(cè)量氯離子,其線(xiàn)性范圍的飽和溶液給予經(jīng)x 射線(xiàn)衍射、紅外光譜和TGMS實(shí)驗(yàn)。傅立葉變換紅外光譜在4000至400厘米樣品球一個(gè)譜儀記錄矢量是22分光計(jì)。溫度程序控制率為10℃/分鐘,意味著范圍從301200℃，氣體每間隔1秒被排放。該平衡最大限度的研究了確定由CLDH吸收氯離子的最適條件，兩個(gè)模型均被用來(lái)適合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（1）朗繆爾和(Eq.(5))和（2）弗倫德利希(Eq. (6)). (5) (6)Q和b是朗繆爾中與加載和吸附能力相關(guān)的常數(shù)，和是弗倫德利希中溫度的常數(shù)，是溶液中氯離子的平衡濃度。1：表明朗繆爾等溫式比弗倫德利希在相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上更適合圖1CLDH在30℃氯離子的吸收的平衡等溫式報(bào)導(dǎo)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，點(diǎn)和模型(郎繆爾和弗倫德利希)曲線(xiàn)最合適的朗繆爾參數(shù)是觀察氯離子吸收()是接近CLDH吸收計(jì)量(168mg/g)。 動(dòng)力學(xué)一般來(lái)說(shuō),通過(guò)多孔吸附劑顆粒的吸收涉及到三個(gè)步驟的過(guò)程，(弗里等問(wèn)題,1981；年手等問(wèn)題,1983年；麥凱,2000年Asouhidou,2003):（1）外部的傳質(zhì)傳熱（邊界層或膜擴(kuò)散）；外表面吸附部分和周?chē)黧w之間的傳質(zhì)傳熱；(2)顆粒微粒之間的傳遞；(3)化學(xué)吸附作用 (反應(yīng)在邊界動(dòng)力學(xué)階段),吸附率一般有動(dòng)力學(xué)的鍵形成控制。提供足夠的攪拌為了避免溶質(zhì)粒子在反應(yīng)器中成批量反應(yīng)允許的散裝擴(kuò)散被忽略研究提出通常速率控制擴(kuò)散只在第一個(gè)幾分鐘。它一直被許多作者表達(dá)為集用形式（1999年，2000年；良師凱隆辭別等問(wèn)題，2003)。(毫克/克),是朗繆爾吸附等溫計(jì)算出的。葉諾唯奇方程:公式如下 （9）和分別是最初吸收率和解吸常數(shù)，設(shè)個(gè)假設(shè)方程假設(shè)運(yùn)用邊界條件這個(gè)方程變成和的數(shù)值可以從坡和攔截的直線(xiàn)上獲得顆粒內(nèi)的擴(kuò)散模型:在一個(gè)固液系統(tǒng)中：溶質(zhì)粒子的吸收在一定的條件下大部分吸收過(guò)程在F和之間有一個(gè)線(xiàn)性關(guān)系，F(xiàn)可以被定義為： （11）在微粒氯離子的擴(kuò)散可從下列線(xiàn)性中計(jì)算得到 （12）是擴(kuò)散速率圖2CLDH通過(guò)對(duì)氯吸收的動(dòng)力學(xué)的初始濃度的效應(yīng)圖2顯示的變化是在不同初始濃度的下CLDH的吸收加載，在比較低的初始氯離子濃度下所有的濃度有一個(gè)單調(diào)增加的吸附加載時(shí)間。因此整個(gè)吸附過(guò)程不影響外部穿質(zhì)擴(kuò)散。它可以從圖3的線(xiàn)性化方法t / qt對(duì)t值符合較好準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。然而實(shí)驗(yàn)的字母吸附率明顯低于預(yù)期的，它們沒(méi)有初始吸附率的物理意義。第一個(gè)陡峭區(qū)域是對(duì)應(yīng)外部表面吸附或一個(gè)瞬間吸附階段。 CLDH數(shù)量的影響利用CLDH記憶效應(yīng)去除陰離子的效率與吸附點(diǎn)的數(shù)量緊密相關(guān)圖4顯示了利用不同數(shù)目的吸附劑()研究動(dòng)力學(xué)結(jié)果。吸附利率降低依靠吸附劑數(shù)量的減少，因次還需要更多時(shí)間達(dá)到平衡。不同等溫條件下圖5顯示了吸附曲線(xiàn)吸附率大幅增高當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)間開(kāi)始隨溫度上升而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或擴(kuò)散控制機(jī)制在下一章節(jié)中討論。但是在觀察中發(fā)現(xiàn)氟的去除率明顯高于氯的去除率。一級(jí)、二級(jí)、 葉諾維奇方程和顆粒內(nèi)的擴(kuò)散模型。所有的實(shí)驗(yàn)條件下擴(kuò)散模型指出準(zhǔn)二級(jí)模型,是最適合的描述了氯離子的吸附動(dòng)力學(xué)，從二級(jí)的動(dòng)力學(xué)模型中得到的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算較好吻合第六個(gè)等溫式模型的主要不足是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值不能計(jì)算質(zhì)量準(zhǔn)二級(jí)方程是基于固體的吸附加載，機(jī)化學(xué)吸收作用機(jī)制作為控制步驟。利用5圖中給與合理的直線(xiàn)的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)表明阿倫尼斯的吸附率與溫度成倒數(shù)。為了控制擴(kuò)散過(guò)程刺激吸收能量應(yīng)小于20kJ/mol， kJ/mol,氯離子的去除過(guò)程由子的反應(yīng)速率控制而不是由擴(kuò)散控制。波數(shù)圖7傅立葉變換紅外光譜(a) (b)CLDH和(c) 氯離子吸收之后的CLDH 圖8TGMS為CLDH氯離子吸收后的剖面圖。 (圖6)射線(xiàn)圖案表明尖峰和對(duì)稱(chēng)峰低，鋁碳酸鎂化合物的特點(diǎn)是由一個(gè)單一水晶階段組成的資料組成，(Cavani等人,1991年)。紅外光譜譜的前兆顯示在處 (見(jiàn)圖7一)都是歸因于的吸收，(卡瓦尼已報(bào)道等問(wèn)題,1991年)。旁人觀察到在和處是和在氧化物表面可逆吸收的振動(dòng)特點(diǎn)(圖7b)，氯離子的吸附后處的條紋轉(zhuǎn)移到更高頻率的處(圖7c)。這TGMS測(cè)量（見(jiàn)圖8A組合B組）這三個(gè)階段已加熱到301200℃，根據(jù)水的質(zhì)譜(圖8 B),可以看出第一個(gè)室溫到230℃可能因?yàn)楸砻嫖胶退肿訉拥娜ヌ?，第二?230500℃)包含了逐漸降低是碳酸鹽的結(jié)果 (MS:m / z 44(CO2))，這一步符合在的增長(zhǎng)曲線(xiàn)。以上結(jié)果基礎(chǔ)上, 氯離子通過(guò)CLDH的吸收機(jī)制如下: 鎂鋁氧化物混合加熱時(shí)到500℃時(shí)LDH含碳酸鹽巖的負(fù)離子分解，煅燒產(chǎn)品CLDH與氯離子合改變層狀結(jié)構(gòu)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的平衡數(shù)據(jù)可以通過(guò)朗繆爾和弗倫德利希方程解釋。,靠近計(jì)量吸收(168毫克/g)。的數(shù)值表明氯離子的吸收通過(guò)氯離子伴隨CLDH的反應(yīng)速率控制而不是由擴(kuò)散控制。感謝作者感謝來(lái)自國(guó)家基礎(chǔ)研究計(jì)劃(2004CB720602),國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目:20531010),長(zhǎng)江學(xué)者和大學(xué)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(PCSIRT)的編排程序，中國(guó)教育部(重點(diǎn)項(xiàng)目:104239),浙江省教育部(2003), 衢州市科技部(20041020)：財(cái)政基金的支