陽離子聚丙烯酰胺復(fù)配鈉基膨潤土處理模擬苯酚廢水

化工環(huán)保2016年第36卷第2期EN、，IRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTIY179陽離子聚丙烯酰胺復(fù)配鈉基膨潤土處理模擬苯酚廢水孫志勇，王智懿，張嬌榆林學(xué)院能源工程學(xué)院，陜西榆林719000摘要將陽離子聚丙烯酰胺與鈉基膨潤土進(jìn)行復(fù)配，制備出復(fù)合吸附劑，并將其用于模擬苯酚廢水的處理。采用XRD和FTIR技術(shù)對(duì)復(fù)配前后的鈉基膨潤土進(jìn)行了表征。表征結(jié)果顯示陽離子聚丙烯酰胺附著在鈉基膨潤土的表面，對(duì)鈉基膨潤土的表面具有改性作用，使其由親水性變?yōu)槭杷?。?shí)驗(yàn)結(jié)果表明在陽離子聚丙烯酰胺與鈉基膨潤土的復(fù)配比例為200MGG、反應(yīng)時(shí)間為40MIN、復(fù)合吸附劑投加量為6GL、廢水PH為11的最佳條件下，于25處理苯酚質(zhì)量濃度為50MGL的模擬苯酚廢水，苯酚去除率達(dá)895。關(guān)鍵詞陽離子聚丙烯酰胺；膨潤土；苯酚；吸附劑中圖分類號(hào)X703文獻(xiàn)標(biāo)志碼A【文章編號(hào)】1006一1878201602017904DOI103969巧ISSN1006187820160201LTREATMENTOFSIMULATEDPHENOLWASTEWATERBYCATIONICPOLYACRYLAMIDECOMPOUNDEDSODIUMBENTONITESUNZHIYONG，WANGZHIYI，ZHANGJIAOCOLLEGEOFENERGYENGINEERING，YULINUNIVERSITY，YULINSHAANXI719000，CHINAABSTRACTACOMPOSITEADSORBENTWASPREPAREDBYCOMPOUNDINGBENTONITEWITHCATIONICPOLYACRYLAMIDE，ANDWASUSEDFORTREATMENTOFSIMULATEDPHENOLWASTEWATERTHESODIUMBENTONITEBEFOREANDAFTERCOMPOUNDINGWASCHARACTERIZEDBYXRDANDFTIRTHECHARACTERIZATIONRESULTSSHOWTHATCATIONICPOLYACRYLAMIDEADHERESTOTHESURFACEOFSODIUMBENTONITE，WHICHCANMODIFYTHESODIUMBENTONITESURFACEFROMHYDROPHILICTOHYDROPHOBICTHEEXPERIMENTALRESULTSSHOWTHATUNDERTHEOPTIMUMCONDITIONSOFCOMPOUNDINGRATIOOFCATIONICPOLYACRYLAMIDETOSODIUMBENTONITE200MG，REACTIONTIME40MIN，COMPOSITEADSORBENTDOSAGE6GL，WASTEWATERPH11，REACTIONTEMPERATURE25ANDPHENOLMASSCONCENTRATION50MGLTHEPHENOLREMOVALRATEOFTHESIMULATEDWASTEWATERIS895KEYWORDSCATIONICPOLYACRYLAMIDE；BENTONITE；PHENOL；ADSORBENTZZ苯酚是化工、農(nóng)藥等行業(yè)生產(chǎn)過程中常用的甲基溴化銨7ZO、殼聚糖N3、聚二甲基二烯化工原料，是排放廢水中常見的有機(jī)污染物，由于丙基氯化銨U4L、陽離子聚丙烯酰胺凹15J、乙二具有高毒性而對(duì)人體健康危害較大。目前處理酚類胺四乙酸二鈉N釗、有機(jī)酸口7。18|、六亞甲基雙吡廢水的主要方法有化學(xué)法、吸附法、生物法、電解啶鹽U9|、十八烷基二甲基甜菜堿O等。法等。本工作將陽離子聚丙烯酰胺與膨潤土進(jìn)行復(fù)膨潤土是以蒙脫石為主要成分的天然礦物。蒙配，制備復(fù)合吸附劑，利用陽離子聚丙烯酰胺對(duì)膨脫石為21型結(jié)構(gòu)晶體，使膨潤土有很大的比表面潤土的改性作用及絮凝作用，同時(shí)達(dá)到膨潤土改性積，具有一定的吸附性能，常用于廢水處理幢圳。由于天然膨潤土具有懸澤I生，存在難固液分離的問收稿日期20151021；修訂151期20151218。題BO，需要對(duì)其進(jìn)行改性或與其他物質(zhì)復(fù)配使用，作者簡介孫志勇198L一，男，湖北省孝感市人，碩士，講常用的改性或復(fù)配物有四氧化三鐵怕O、十六烷基三師，電電郵SLULZLLIYONGL126TOM。萬方數(shù)據(jù)化工環(huán)保180ENVIRONMENTALPROTECTIONOFC胍CALINDUSTRY2016年第36卷景鎏忽的目的并將復(fù)合吸附劑用于模擬苯廢水的處理。2結(jié)果與討；口刁叫PV兒21配比對(duì)苯酚去除率的影響1實(shí)驗(yàn)部分由實(shí)驗(yàn)觀察可知，經(jīng)復(fù)配后，膨潤土沉降性11試劑、材料和儀器較好，有利于固液分離。在苯酚質(zhì)量濃度為50MG苯酚、氫氧化鈉、鹽酸分析純。陽離子聚L、反應(yīng)溫度為25、反應(yīng)時(shí)間為60RAIN、復(fù)合吸丙烯酰胺分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公附劑投加量為2GL、未調(diào)節(jié)廢水PH的條件下，陽司。鈉基膨潤土產(chǎn)地為河南省鄭州市，蒙脫石含離子聚丙烯酰胺與鈉基膨潤土的復(fù)配比例以下量大于80W。簡稱配比對(duì)苯酚去除率的影響見圖1。由圖1可模擬苯酚廢水以下簡稱廢水苯酚與去離見隨配比的增大，苯酚去除率先快速提高后緩子水配制，苯酚質(zhì)量濃度為50MGL，PH為65。慢降低；當(dāng)配比為200MGG時(shí)，去除率最高，達(dá)752N型紫外一可見分光光度計(jì)上海精密科627。這是因?yàn)殁c基膨潤土和陽離子聚丙烯酰學(xué)儀器有限公司；PWL830型X射線衍射儀荷蘭胺復(fù)配后，陽離子聚丙烯酰胺可產(chǎn)生吸附與架橋作PHILLIPS公司；TENSOR27型紅外光譜儀德國布用，有利于吸附和凝聚但隨配比的增大，顆粒表魯克光譜儀器公司；PHS一25型PH計(jì)上海精密科面均被陽離子聚丙烯酰胺分子占據(jù)，吸附空位減學(xué)儀器有限公司；791A型恒溫磁力攪拌器河北少，同時(shí)會(huì)使苯酚分子帶正電荷，與吸附劑間斥力潤連機(jī)械設(shè)備有限公司；FA2004B型電子天平秤增大，不利于苯酚的吸附。因此，選擇最佳配比為上海精密科學(xué)儀器有限公司；101型電熱鼓風(fēng)干燥200MGG。箱北京科偉永興儀器有限公司C型玻璃儀器氣80流烘干箱上海隆拓儀器設(shè)備有限公司80一1型離70心機(jī)江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠。6012復(fù)合吸附劑的制備窆鏨50稱取一定量的陽離子聚丙烯酰胺加人500ML啪40去離子水中，于40恒溫磁力攪拌器上攪拌2030MIN；再加入10G鈉基膨潤土，于70。C油浴中攪拌20H；將攪拌均勻的糊狀混合物倒入蒸發(fā)皿中，置200100200300400于65干燥箱中干燥2D，取出后研磨，過200目配比，MGG。篩，即得陽離子聚丙烯酰胺復(fù)配鈉基膨潤土復(fù)合吸圖I配比對(duì)苯酚去除率的影響附劑。22反應(yīng)時(shí)間對(duì)苯酚去除率的影響13廢水的吸附處理在苯酚質(zhì)量濃度為50MGL、反應(yīng)溫度為25取100ML廢水，用氫氧化鈉溶液和鹽酸調(diào)、配比為200MGG、復(fù)合吸附劑投加量為2GL、節(jié)PH，向其中加入一定量的復(fù)合吸附劑；開始攪未調(diào)節(jié)廢水PH的條件下，反應(yīng)時(shí)間對(duì)苯酚去除率拌，于25下反應(yīng)一段時(shí)間后取樣；以4000RMIN的影響見圖2。由圖2可見隨反應(yīng)時(shí)間的延長去的轉(zhuǎn)速離心3MIN，取上清液待測(cè)。除率逐漸提高，且在反應(yīng)初始階段去除率提高較14分析方法快；40RAIN后，繼續(xù)延長反應(yīng)時(shí)間，去除率反而略采用紫外一可見分光光度計(jì)測(cè)定上清液于270有下降。這是因?yàn)槲絼┡c水中苯酚分子開始接NNL波長處的吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線求得苯酚的質(zhì)觸時(shí)，吸附劑表面有很多吸附空位，吸附速率較量濃度，計(jì)算苯酚的去除率。快；隨時(shí)間的延長，吸附劑表面吸附的苯酚越來采用XRDCU靶射線2015406NM，管電壓越多，吸附空位減少，存在競爭吸附，使得吸附40KV，管電流80MA，掃描速率8。MIN，掃描速率減緩，直至逐漸達(dá)到吸附平衡反應(yīng)時(shí)間繼范圍205030。和FTIR技術(shù)KBR壓片法，掃描續(xù)延長，過長時(shí)間的攪拌會(huì)使已吸附的苯酚分子范圍4004000CM。1對(duì)復(fù)配前后的鈉基膨潤土進(jìn)發(fā)生脫附，反而導(dǎo)致去除率下降。因此，選擇最行表征。佳反應(yīng)時(shí)間為40MIN。萬方數(shù)據(jù)第2期孫志勇等陽離子聚丙烯酰胺復(fù)配鈉基膨潤土處理模擬苯酚廢水力，有利于吸附；但當(dāng)PH過高時(shí)，體系中的0H會(huì)與苯酚陰離子產(chǎn)生競爭吸附，反而對(duì)苯酚的吸附不利。因此，選擇最佳廢水PH為11。J，EL,|I圖2反應(yīng)時(shí)間對(duì)苯酚去除率的影響23復(fù)合吸附劑投加量對(duì)苯酚去除率的影響在苯酚質(zhì)量濃度為50MGL、反應(yīng)溫度為25唆水川【、配比為200MGG、反應(yīng)時(shí)間為60MIN、未調(diào)節(jié)圖4廢水PH對(duì)苯酚去除率的影響廢水PH的條件下，復(fù)合型吸附劑投加量對(duì)苯酚去25復(fù)配前后鈉基膨潤土的表征結(jié)果除率的影響見圖3。由圖3可見隨復(fù)合吸附劑投加復(fù)配前后鈉基膨潤土的FT瓜譜圖見圖5。由圖5量的增加，苯酚的去除率逐漸提高；當(dāng)投加量為6可見復(fù)配前后鈉基膨潤土的FTIR譜圖基本一致，GL時(shí)，去除率達(dá)83以上；繼續(xù)增加投加量，去均出現(xiàn)了典型的膨潤土吸收峰，說明膨潤土的基本除率反而略有下降。這是因?yàn)橥都恿吭黾樱懈羌軟]有明顯變化；其中，3626CM1附近的吸收峰多的吸附劑可吸附苯酚分子，吸附空位增多；當(dāng)吸歸屬于ALOH鍵中羥基的伸縮振動(dòng)，3445CM一附劑達(dá)到一定濃度后，繼續(xù)增加投加量會(huì)使苯酚分附近較寬的吸收峰歸屬于層間結(jié)構(gòu)水的羥基伸縮子帶正電荷，與吸附劑間斥力增大，不利于苯酚的振動(dòng)，1035CM一附近較寬吸收峰歸屬于膨潤土晶吸附。因此，選擇最佳復(fù)合吸附劑投加量為6GL。格中八面體SI一0一SI鍵的收縮振動(dòng)。由圖5還可見，與復(fù)配前相比，經(jīng)復(fù)配改性后的鈉基膨潤土的FTIR譜圖發(fā)生了以下主要變化1在2925CM。1和2853CM。1附近出現(xiàn)了兩個(gè)新的吸收峰，歸屬于陽離子聚丙烯酰胺中亞甲基的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)和對(duì)稱伸縮振動(dòng)；2羰基的伸縮振動(dòng)峰由復(fù)配前的1637CM1處移至復(fù)配后的1653CM一處，表明陽離子聚丙烯酰胺中酰胺鍵的羰基出現(xiàn)U5J，說明改性成功。圖3復(fù)合吸附劑投加量對(duì)苯酚去除率的影響24廢水PIT對(duì)苯酚去除率的影響在苯酚質(zhì)量濃度為50MGL、反應(yīng)溫度為25、配比為200MG儋、反應(yīng)時(shí)間為40MIN、復(fù)合吸附劑投加量為6GL的條件下，廢水PH對(duì)苯酚去除率的影響見圖4。由圖4可見PH對(duì)去除率的影響；皮數(shù)CILL較大，隨PH的升高，去除率先逐漸提高，而后逐圖5復(fù)配前后鈉基膨潤土的FTIRI普?qǐng)D漸降低當(dāng)PH為11時(shí)，去除率最高，達(dá)895。這主要是因?yàn)樵谒嵝詶l件下，苯酚被質(zhì)子化為正電復(fù)配前后鈉基膨潤土的XRD譜圖見圖6。由圖荷，與膨潤土有一定的排斥作用，不利于吸附；而6可見，復(fù)配前后鈉基膨潤土的首峰位置分別位于在堿性條件下，苯酚則主要以陰離子C6H50一的形式710。和698。處，利用布拉格公式可求得鈉基膨潤存在，在水中的溶解度很高，與吸附劑產(chǎn)生靜電引土層間距分別為12441NLN和12655NRN。復(fù)配后土萬方數(shù)據(jù)化工環(huán)保182ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2016年第36卷層間距與復(fù)配前相比變化較小，說明陽離子聚丙烯保，2013，33169酰胺并未插入到鈉基膨潤土層間將其撐開，而只是5李冬冬，梁達(dá)文，唐艷葵，等表面活性劑協(xié)同膨潤附著在鈉基膨潤土的表面。由圖6還可見，除首峰土處理染料廢水的研究J環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，外，復(fù)配前后其他峰的峰位基本相同，說明復(fù)配改321158161性對(duì)鈉基膨潤土其他部分的結(jié)構(gòu)如晶胞結(jié)構(gòu)等6王光華，胡琴，李文兵，等磁性膨潤土的制備及類未產(chǎn)生影響。FENTON氧化法處理焦化廢水J化工環(huán)保，2014，3465755807曹春艷，趙永華膨潤土吸附處理含苯酚廢水的研究J硅酸鹽通報(bào)，2002，29525278于海琴，閏良國，辛?xí)詵|，等CTMAB和PDMDAAC有機(jī)改性膨潤土的制備及其表征J光譜學(xué)與光譜分析，201L，315139313979邵紅，張志芳CNDF6IBC蟹AM，嘭潤土復(fù)合材料的制備與應(yīng)用J環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014，37711712310彭秀達(dá)，劉紅，秦雄十六烷基三甲基溴化銨對(duì)膨JF，I。1潤土負(fù)載納米鐵去除水中鉻的增強(qiáng)作用J圖6復(fù)配前后鈉基膨潤土的譜圖硅酸鹽學(xué)報(bào)，2014，424514521通過對(duì)復(fù)配前后鈉基膨潤土的表征可知，陽11肖利萍，徐超，呂娜殼聚糖負(fù)載膨潤土處理含磷廢水離子聚丙烯酰胺附著在鈉基膨潤土的表面，對(duì)鈉基的試驗(yàn)研究J非金屬礦，2012，3526971，75膨潤土的表面具有改性作用，使其由親水性變?yōu)槭?2邵紅，程慧，李佳琳負(fù)載殼聚糖膨潤土的制備及水性，有利于對(duì)苯酚的吸附。同時(shí)，陽離子聚丙烯其吸附性能研究J環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2009，39酰胺的引入還對(duì)鈉基膨潤土有電中和的作用，也有1597160113鄭賓國，?？×幔瑒④妷?，等膨潤土殼聚糖復(fù)合利于對(duì)苯酚的吸附。吸附劑處理苯酚有機(jī)廢水的研究J非金屬礦，3結(jié)論2008，316T555714李靜，岳欽艷，李倩，等陽離子聚合物膨潤土對(duì)A在陽離子聚丙烯酰胺與鈉基膨潤土的復(fù)配苯酚的吸附及其機(jī)理研究J山東大學(xué)學(xué)報(bào)理學(xué)比例為200MGG、反應(yīng)時(shí)間為40MIN、復(fù)合吸附劑版，2008，4393135，50投加量為6GL、廢水PH為11的最佳條件下，于2515孫杰