陽離子聚丙烯酰胺復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，張嬌榆林學院能源工程學院，陜西榆林719000摘要將陽離子聚丙烯酰胺與鈉基膨潤土進行復配，制備出復合吸附劑，并將其用于模擬苯酚廢水的處理。采用XRD和FTIR技術對復配前后的鈉基膨潤土進行了表征。表征結果顯示陽離子聚丙烯酰胺附著在鈉基膨潤土的表面，對鈉基膨潤土的表面具有改性作用，使其由親水性變?yōu)槭杷?。實驗結果表明在陽離子聚丙烯酰胺與鈉基膨潤土的復配比例為200MGG、反應時間為40MIN、復合吸附劑投加量為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895。關鍵詞陽離子聚丙烯酰胺；膨潤土；苯酚；吸附劑中圖分類號X703文獻標志碼A【文章編號】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人體健康危害較大。目前處理酚類胺四乙酸二鈉N釗、有機酸口7。18|、六亞甲基雙吡廢水的主要方法有化學法、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行復膨潤土是以蒙脫石為主要成分的天然礦物。蒙配，制備復合吸附劑，利用陽離子聚丙烯酰胺對膨脫石為21型結構晶體，使膨潤土有很大的比表面潤土的改性作用及絮凝作用，同時達到膨潤土改性積，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，需要對其進行改性或與其他物質(zhì)復配使用，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合吸附劑用于模擬苯廢水的處理。2結果與討；口刁叫PV兒21配比對苯酚去除率的影響1實驗部分由實驗觀察可知，經(jīng)復配后，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、反應溫度為25、反應時間為60RAIN、復合吸丙烯酰胺分析純，天津市致遠化學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配比例以下量大于80W。簡稱配比對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；當配比為200MGG時，去除率最高，達752N型紫外一可見分光光度計上海精密科627。這是因為鈉基膨潤土和陽離子聚丙烯酰學儀器有限公司；PWL830型X射線衍射儀荷蘭胺復配后，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)，吸附空位減學儀器有限公司；791A型恒溫磁力攪拌器河北少，同時會使苯酚分子帶正電荷，與吸附劑間斥力潤連機械設備有限公司；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儀器有限公司；101型電熱鼓風干燥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備有限公司80一1型離70心機江蘇省金壇市環(huán)宇科學儀器廠。6012復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配鈉基膨潤土復合吸圖I配比對苯酚去除率的影響附劑。22反應時間對苯酚去除率的影響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、復合吸附劑投加量為2GL、節(jié)PH，向其中加入一定量的復合吸附劑；開始攪未調(diào)節(jié)廢水PH的條件下，反應時間對苯酚去除率拌，于25下反應一段時間后取樣；以4000RMIN的影響見圖2。由圖2可見隨反應時間的延長去的轉速離心3MIN，取上清液待測。除率逐漸提高，且在反應初始階段去除率提高較14分析方法快；40RAIN后，繼續(xù)延長反應時間，去除率反而略采用紫外一可見分光光度計測定上清液于270有下降。這是因為吸附劑與水中苯酚分子開始接NNL波長處的吸光度，通過標準曲線求得苯酚的質(zhì)觸時，吸附劑表面有很多吸附空位，吸附速率較量濃度，計算苯酚的去除率。快；隨時間的延長，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，直至逐漸達到吸附平衡反應時間繼范圍205030。和FTIR技術KBR壓片法，掃描續(xù)延長，過長時間的攪拌會使已吸附的苯酚分子范圍4004000CM。1對復配前后的鈉基膨潤土進發(fā)生脫附，反而導致去除率下降。因此，選擇最行表征。佳反應時間為40MIN。萬方數(shù)據(jù)第2期孫志勇等陽離子聚丙烯酰胺復配鈉基膨潤土處理模擬苯酚廢水力，有利于吸附；但當PH過高時，體系中的0H會與苯酚陰離子產(chǎn)生競爭吸附，反而對苯酚的吸附不利。因此，選擇最佳廢水PH為11。J，EL,|I圖2反應時間對苯酚去除率的影響23復合吸附劑投加量對苯酚去除率的影響在苯酚質(zhì)量濃度為50MGL、反應溫度為25唆水川【、配比為200MGG、反應時間為60MIN、未調(diào)節(jié)圖4廢水PH對苯酚去除率的影響廢水PH的條件下，復合型吸附劑投加量對苯酚去25復配前后鈉基膨潤土的表征結果除率的影響見圖3。由圖3可見隨復合吸附劑投加復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；當投加量為6可見復配前后鈉基膨潤土的FTIR譜圖基本一致，GL時，去除率達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。這是因為投加量增加，有更骨架沒有明顯變化；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；當吸歸屬于ALOH鍵中羥基的伸縮振動，3445CM一附劑達到一定濃度后，繼續(xù)增加投加量會使苯酚分附近較寬的吸收峰歸屬于層間結構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，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。由圖5還可見，與復配前相比，經(jīng)復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)了兩個新的吸收峰，歸屬于陽離子聚丙烯酰胺中亞甲基的反對稱伸縮振動和對稱伸縮振動；2羰基的伸縮振動峰由復配前的1637CM1處移至復配后的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復合吸附劑投加量對苯酚去除率的影響24廢水PIT對苯酚去除率的影響在苯酚質(zhì)量濃度為50MGL、反應溫度為25、配比為200MG儋、反應時間為40MIN、復合吸附劑投加量為6GL的條件下，廢水PH對苯酚去除率的影響見圖4。由圖4可見PH對去除率的影響；皮數(shù)CILL較大，隨PH的升高，去除率先逐漸提高，而后逐圖5復配前后鈉基膨潤土的FTIRI普圖漸降低當PH為11時，去除率最高，達895。這主要是因為在酸性條件下，苯酚被質(zhì)子化為正電復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。復配后土萬方數(shù)據(jù)化工環(huán)保182ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2016年第36卷層間距與復配前相比變化較小，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)境科學與技術，2009，外，復配前后其他峰的峰位基本相同，說明復配改321158161性對鈉基膨潤土其他部分的結構如晶胞結構等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，2002，29525278于海琴，閏良國，辛曉東，等CTMAB和PDMDAAC有機改性膨潤土的制備及其表征J光譜學與光譜分析，201L，315139313979邵紅，張志芳CNDF6IBC蟹AM，嘭潤土復合材料的制備與應用J環(huán)境科學與技術，2014，37711712310彭秀達，劉紅，秦雄十六烷基三甲基溴化銨對膨JF，I。1潤土負載納米鐵去除水中鉻的增強作用J圖6復配前后鈉基膨潤土的譜圖硅酸鹽學報，2014，424514521通過對復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，對鈉基的試驗研究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，李佳琳負載殼聚糖膨潤土的制備及水性，有利于對苯酚的吸附。同時，陽離子聚丙烯其吸附性能研究J環(huán)境工程學報，2009，39酰胺的引入還對鈉基膨潤土有電中和的作用，也有1597160113鄭賓國，牛俊玲，劉軍壇，等膨潤土殼聚糖復合利于對苯酚的吸附。吸附劑處理苯酚有機廢水的研究J非金屬礦，3結論2008，316T555714李靜，岳欽艷，李倩，等陽離子聚合物膨潤土對A在陽離子聚丙烯酰胺與鈉基膨潤土的復配苯酚的吸附及其機理研究J山東大學學報理學比例為200MGG、反應時間為40MIN、復合吸附劑版，2008，4393135，50投加量為6GL、廢水PH為11的最佳條件下，于2515孫杰