[科普中國]-高嶺土吸附法

高嶺土概述

高嶺土廣泛應(yīng)用于陶瓷、造紙、橡膠、涂料、建材和環(huán)保等多個領(lǐng)域。近年來，國內(nèi)外有關(guān)高嶺土在環(huán)保中的應(yīng)用越來越廣泛，在我國也已開始重視這種廉價新型的環(huán)保材料的開發(fā)研究，用這種新型材料降低廢水處理費(fèi)用的工作倍受人們的關(guān)注，并已取得了顯著的進(jìn)展。但該原礦的品位質(zhì)量和純度不高，不利于直接利用，所以加快對其進(jìn)行改性并開發(fā)改性產(chǎn)品的應(yīng)用具有很高的價值。

高嶺土的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)高嶺土的主要成分是高嶺石，它是一種六角形鱗片狀結(jié)晶，也有呈管狀、桿狀或書冊狀結(jié)晶的。高嶺土每個單位晶層中的氧與相鄰單位晶層中的八面體中的氫氧形成氫鍵。由此，單位晶層間便靠氫鍵而連結(jié)成重疊的層狀堆疊。質(zhì)純的高嶺土具有白度高、質(zhì)軟、易分散懸浮于水中、良好的可塑性和高的粘結(jié)性、優(yōu)良的電絕緣性能具有良好的抗酸溶性、較低的陽離子交換容量、較好的耐火性等理化性質(zhì)。

高嶺土吸附法高嶺土比表面積較大、吸附性能較好、儲量豐富、來源廣、成本低，其作為吸附劑去除廢水中的重金屬日益受到關(guān)注，對鉻、鉛、鋅、銅等的吸附都有了相關(guān)的報道。高嶺土的陽離子交換容量和比表面積較大，吸附能力較高，作為水體懸浮物、油類有機(jī)物和重金屬離子等的吸附骨架，對污染物的吸附、遷移和降解等都起著重要作用1。

高嶺土吸附法研究現(xiàn)狀近年來，人們利用高嶺土、硅藻土、膨潤土、沸石等來處理重金屬廢水或印染廢水，為這一類廢水的處理提供了一種新的方法。我國粘土資源豐富，開發(fā)粘土礦物在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的現(xiàn)實意義。但目前為止，國內(nèi)對于高嶺土在重金屬廢水處理中的研究和應(yīng)用方面，尚處于起步階段。鑒于環(huán)境污染的日益加劇和改性粘土處理有機(jī)污染物和重金屬離子的作用，改性高嶺土作為選擇吸附劑，在廢水處理領(lǐng)域具有相當(dāng)大的應(yīng)用前景2。

文獻(xiàn)報道，常溫下粘土礦物對重金屬離子的去除率隨時間的延長而增加，而當(dāng)吸附達(dá)到平衡后，時間再延長，重金屬的去除率已基本不變。何詡等通過研究發(fā)現(xiàn)，高嶺石對水體中的鉛離子具有良好的吸附作用，其熱力學(xué)行為遵循Bangharm方程，但與Elovich方程更吻合，這反映出鉛離子在實驗濃度范圍內(nèi)是呈單分子層在高嶺石上發(fā)生吸附且具有較大的吸附容量，隨著溶液pH的升高，高嶺石對鉛離子的吸附量增加。同時，徐玉芬用高嶺土和膨潤土對廢水中銅、鉛、鎘的吸附實驗進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，pH對吸附效果有明顯影響，當(dāng)pH值增大時，高嶺土和膨潤土對重金屬離子的吸附量也隨之增大，而且也隨初始濃度的增加而增大，用等溫方程式對吸附等溫線進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.98以上。余貴芬和蔣新等也得出錫和鉛在粘土上的吸附隨著介質(zhì)pH的升高而增加的結(jié)論，同時發(fā)現(xiàn)，鎘在高嶺土上的吸附量因富里酸而降低，因2種胡敏酸而升高，外加富里酸使得鉛在粘土上的吸附在pH>6時意外出現(xiàn)隨著介質(zhì)升高而降低的趨勢。