凹土对芳香族有机污染物吸附性能的研究
目 录
1 引言 6
1.1 凹凸棒石粘土的简介 6
1.2 凹土的基本特性 6
1.3 凹土的应用 6
1.3.1 凹土在无机-有机复合材料中的应用 6
1.3.2 凹土在造纸业中的应用 7
1.3.3 凹土在电化学中的应用 8
1.3.4 凹土在催化中的应用 8
1.3.5 凹土在吸附方面的应用 9
1.3.6 凹土在其它方面的应用 10
1.4 苯酚与苯甲酸的危害 10
1.6 研究的目的、意义及主要内容 11
2 实验部分 12
2.1 主要试剂和仪器 12
2.2 标准曲线的建立 12
2.2.1 苯酚标准曲线的建立 12
2.2.2 苯甲酸标准曲线的建立 13
2.3.1 凹土酸化 14
2.3.2凹土焙烧 14
2.4 苯酚或苯甲酸的吸附试验 15
2.5 样品检测分析方法 15
2.5.1 样品溶液稀释 15
2.5.2 样品检测 16
2.6 凹土的表征方法 16
2.6.1 扫描电子显微镜表征 16
2.6.2比表面仪表征 16
3 结果与讨论 17
3.1 凹土吸附影响因素分析 17
3.1.1 天然凹土吸附苯酚实验 17
3.1.2 酸化凹土吸附苯酚实验 18
3.1.3 高温焙烧酸化凹土吸附苯酚实验 20
3.2.1 天然凹土吸附 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
苯甲酸实验 21
3.2.2 酸化凹土吸附苯甲酸实验 23
3.2.3 高温焙烧酸化改性凹土吸附苯甲酸实验 25
3.2 扫描电子显微镜表征 29
3.3 比表面表征 30
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 引言
1.1 凹凸棒石粘土的简介
凹土，它的学名为凹凸棒石黏土，属于矿物中的一种。其主要成分是一种叫坡缕石的物质。它是一种层链状过渡结构的含水富镁的铝硅酸盐粘土矿物，化学式为Si8Mg5O20(OH)2(OH2)44H2O。凹土，是一种稀有的矿物材料，但是它不同一般的金属矿物原料。凹土的分布可谓是非常的丰富，全世界各地均有凹土的分布，这是一种真正意义上的富足资源。同样，在我国江苏省的盱眙县也有此种矿物资源的分布，且储量非常的丰富。凹土由于其特殊的结构形式以及性质，使得其具有一些与众不同的作用，比如说在吸附、脱色、填充等方面均有较好的效果。这使得凹土在很多方面都得到了运用，尤其是在化工、石油、建材等方面显著的效果。因此，凹土又被称作为“千面之土”或“万土之王”[1]。
1.2 凹土的基本特性
凹土具有非常独特的晶体结构形式，其比表面积高达 150～210 m2/g（BET 法），经处理后有的可高达 423 m2/g [2]。这也导致了它的物理性质以及化学性质相对于一般的土样具有很大的不同，同时也使凹土本身的价值得到了大幅度的提高。由于凹土的特殊性使得其具有很多的功能。首先，凹土最大的特点就是它所具有的吸附能力。当然，这种吸附能力是具有选择性的，这就导致了它具有吸附一些特殊物质的能力。例如，凹土对重金属离子非常的敏感，因此，凹土可以用来吸附一些重金属离子。同时凹土对酚类化学物质也非常的敏感，因此它同样可以用来吸附酚类污染物。除此以外，凹土还具有优良的胶体性质，当然这一性质得益于其独特的电荷分布体系。借助凹土的这一特点，我们将凹土用于石油化工、涂料添加剂[3-4]、合成印花糊料[5]等方面，同时也取得了非常不错的效果。除了以上两点外，凹土还可以作为其它物质的无机填充物，在这一方面如今正得到广泛的研究与运用。另一个比较重要的作用是凹土可以用作其它反应的催化剂， 除此以外，由于凹土具有较大的孔径也还可以用于制造吸水剂。
1.3 凹土的应用
1.3.1 凹土在无机-有机复合材料中的应用
由于凹土所具有的一些特殊性质，使得其具有一般土样所不具有的作用。上面我们已经提到过凹土所具有的催化作用，吸附作用，填充作用等等，下面我们就具体的来看一看凹土所具有的其他的作用。比如说凹土在复合材料方面具有很好的填充效果。由于凹土资源的来源非常的广且储量又很丰富，这就导致了凹土资源的价格非常便宜，这就使其具有了一些先天的优势。同时它所具有的纳米级尺寸以及层链状结构使得它对物料的填充性能有着无比的优越性。因此，各国专家都在对凹土进行一定程度的处理后，使它的填充性能得到进一步的提升，也为凹土的后续发展提供了理论基础。
与其它人工合成的一些填充剂相比，凹土具有很多天然的优势，比如说凹土没有毒性且不产生刺激性气味，对人体没有什么伤害。同时凹土作为一种多孔类的物质，具有容易干燥的特点。与此同时，凹土干燥以后，它的硬度会非常的低，且化学性质稳定。因此，使用凹土与其它的一些材料进行复合，可以极大的改善这些材料的力学性能以及热力学性能，从而使得这些材料某一方面的性能得到极大的提高。
1.3.2 凹土在造纸业中的应用
上面我们指出了凹土可以与某些材料进行复合，从而极大的改善物质的填充性能。下面，我将从另一个方面来介绍凹土的作用，由于凹土的尺寸为纳米级别且凹土的径比比较的高且长，因此凹土便可以作为一些矿物材料来使用。但凹土又比一般的矿物填料更加具有优势，因为凹土对一些植物纤维表现出了更加强烈的亲和力。根据这一特点，凹土与一些植物纤维能够形成强度更高的纤维网络[6]。很多专家学者都致力于这一方面的研究，其中比较突出的是钱运华[7]教授做的用十八烷基三甲基氯化铵对凹土进行改性的实验，经过改性后可以明显的发现凹土对于提高纸张的强度具有更加明显的作用，能够大幅度的提高纸张的抗张强度，使得纸张的品质整体上升了一个等级。因此这也吸引了许多专家学者加入了改性凹土的狂潮。
同样，在改性凹土方面还有很多的突破，比如说胡涛[8]教授在这一方面就有了不错的突破，胡涛教授充分利用了凹土所具有的较大的比表面积以及强吸附能力的优点，成功的通过高温煅烧凹土，以此来对凹土进行改性，处理过后可以很明显的发现凹土可以有效的去除掉造纸过程中产生的有色杂质。由此，更加可以说明，凹土具有很高的发展前景。
在上文中，我们介绍了凹土很多的优点以及作用，与此同时，凹土也有许多急需解决的问题。凹土本身是一种非常廉价的矿物资源，但在对凹土进行改性的过程中会遇到一些问题。比如改性的成本价较高，甚至要远远超过凹土本身的价值，这个问题是目前为止制约凹土发展的一项最大的问题。
a 作为油品及饮料等的脱色剂
由于凹土本身的无毒性质，使得凹土可以被用于加工食品以及饮料方面，这一点相较于其它的矿物资源来说具有很大的优势。同时，凹土具有很大的比表面积以及纳米级的尺寸，这就导致了凹土具有很强的吸附能力，可以吸附一些固体杂质、有机物杂质、色素等等。因此很多的饮料或者食用油等等都可以用凹土来对它们进行吸附，并去除其中的固体杂质以及色素。同时，凹土也可以用做一些粘度比较大的液体的色素去除。另外凹土还可用于凡士林、煤油、燃料油、润滑油等的脱色剂。
1 引言 6
1.1 凹凸棒石粘土的简介 6
1.2 凹土的基本特性 6
1.3 凹土的应用 6
1.3.1 凹土在无机-有机复合材料中的应用 6
1.3.2 凹土在造纸业中的应用 7
1.3.3 凹土在电化学中的应用 8
1.3.4 凹土在催化中的应用 8
1.3.5 凹土在吸附方面的应用 9
1.3.6 凹土在其它方面的应用 10
1.4 苯酚与苯甲酸的危害 10
1.6 研究的目的、意义及主要内容 11
2 实验部分 12
2.1 主要试剂和仪器 12
2.2 标准曲线的建立 12
2.2.1 苯酚标准曲线的建立 12
2.2.2 苯甲酸标准曲线的建立 13
2.3.1 凹土酸化 14
2.3.2凹土焙烧 14
2.4 苯酚或苯甲酸的吸附试验 15
2.5 样品检测分析方法 15
2.5.1 样品溶液稀释 15
2.5.2 样品检测 16
2.6 凹土的表征方法 16
2.6.1 扫描电子显微镜表征 16
2.6.2比表面仪表征 16
3 结果与讨论 17
3.1 凹土吸附影响因素分析 17
3.1.1 天然凹土吸附苯酚实验 17
3.1.2 酸化凹土吸附苯酚实验 18
3.1.3 高温焙烧酸化凹土吸附苯酚实验 20
3.2.1 天然凹土吸附 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
苯甲酸实验 21
3.2.2 酸化凹土吸附苯甲酸实验 23
3.2.3 高温焙烧酸化改性凹土吸附苯甲酸实验 25
3.2 扫描电子显微镜表征 29
3.3 比表面表征 30
结论 33
致谢 34
参考文献 35
1 引言
1.1 凹凸棒石粘土的简介
凹土，它的学名为凹凸棒石黏土，属于矿物中的一种。其主要成分是一种叫坡缕石的物质。它是一种层链状过渡结构的含水富镁的铝硅酸盐粘土矿物，化学式为Si8Mg5O20(OH)2(OH2)44H2O。凹土，是一种稀有的矿物材料，但是它不同一般的金属矿物原料。凹土的分布可谓是非常的丰富，全世界各地均有凹土的分布，这是一种真正意义上的富足资源。同样，在我国江苏省的盱眙县也有此种矿物资源的分布，且储量非常的丰富。凹土由于其特殊的结构形式以及性质，使得其具有一些与众不同的作用，比如说在吸附、脱色、填充等方面均有较好的效果。这使得凹土在很多方面都得到了运用，尤其是在化工、石油、建材等方面显著的效果。因此，凹土又被称作为“千面之土”或“万土之王”[1]。
1.2 凹土的基本特性
凹土具有非常独特的晶体结构形式，其比表面积高达 150～210 m2/g（BET 法），经处理后有的可高达 423 m2/g [2]。这也导致了它的物理性质以及化学性质相对于一般的土样具有很大的不同，同时也使凹土本身的价值得到了大幅度的提高。由于凹土的特殊性使得其具有很多的功能。首先，凹土最大的特点就是它所具有的吸附能力。当然，这种吸附能力是具有选择性的，这就导致了它具有吸附一些特殊物质的能力。例如，凹土对重金属离子非常的敏感，因此，凹土可以用来吸附一些重金属离子。同时凹土对酚类化学物质也非常的敏感，因此它同样可以用来吸附酚类污染物。除此以外，凹土还具有优良的胶体性质，当然这一性质得益于其独特的电荷分布体系。借助凹土的这一特点，我们将凹土用于石油化工、涂料添加剂[3-4]、合成印花糊料[5]等方面，同时也取得了非常不错的效果。除了以上两点外，凹土还可以作为其它物质的无机填充物，在这一方面如今正得到广泛的研究与运用。另一个比较重要的作用是凹土可以用作其它反应的催化剂， 除此以外，由于凹土具有较大的孔径也还可以用于制造吸水剂。
1.3 凹土的应用
1.3.1 凹土在无机-有机复合材料中的应用
由于凹土所具有的一些特殊性质，使得其具有一般土样所不具有的作用。上面我们已经提到过凹土所具有的催化作用，吸附作用，填充作用等等，下面我们就具体的来看一看凹土所具有的其他的作用。比如说凹土在复合材料方面具有很好的填充效果。由于凹土资源的来源非常的广且储量又很丰富，这就导致了凹土资源的价格非常便宜，这就使其具有了一些先天的优势。同时它所具有的纳米级尺寸以及层链状结构使得它对物料的填充性能有着无比的优越性。因此，各国专家都在对凹土进行一定程度的处理后，使它的填充性能得到进一步的提升，也为凹土的后续发展提供了理论基础。
与其它人工合成的一些填充剂相比，凹土具有很多天然的优势，比如说凹土没有毒性且不产生刺激性气味，对人体没有什么伤害。同时凹土作为一种多孔类的物质，具有容易干燥的特点。与此同时，凹土干燥以后，它的硬度会非常的低，且化学性质稳定。因此，使用凹土与其它的一些材料进行复合，可以极大的改善这些材料的力学性能以及热力学性能，从而使得这些材料某一方面的性能得到极大的提高。
1.3.2 凹土在造纸业中的应用
上面我们指出了凹土可以与某些材料进行复合，从而极大的改善物质的填充性能。下面，我将从另一个方面来介绍凹土的作用，由于凹土的尺寸为纳米级别且凹土的径比比较的高且长，因此凹土便可以作为一些矿物材料来使用。但凹土又比一般的矿物填料更加具有优势，因为凹土对一些植物纤维表现出了更加强烈的亲和力。根据这一特点，凹土与一些植物纤维能够形成强度更高的纤维网络[6]。很多专家学者都致力于这一方面的研究，其中比较突出的是钱运华[7]教授做的用十八烷基三甲基氯化铵对凹土进行改性的实验，经过改性后可以明显的发现凹土对于提高纸张的强度具有更加明显的作用，能够大幅度的提高纸张的抗张强度，使得纸张的品质整体上升了一个等级。因此这也吸引了许多专家学者加入了改性凹土的狂潮。
同样，在改性凹土方面还有很多的突破，比如说胡涛[8]教授在这一方面就有了不错的突破，胡涛教授充分利用了凹土所具有的较大的比表面积以及强吸附能力的优点，成功的通过高温煅烧凹土，以此来对凹土进行改性，处理过后可以很明显的发现凹土可以有效的去除掉造纸过程中产生的有色杂质。由此，更加可以说明，凹土具有很高的发展前景。
在上文中，我们介绍了凹土很多的优点以及作用，与此同时，凹土也有许多急需解决的问题。凹土本身是一种非常廉价的矿物资源，但在对凹土进行改性的过程中会遇到一些问题。比如改性的成本价较高，甚至要远远超过凹土本身的价值，这个问题是目前为止制约凹土发展的一项最大的问题。
a 作为油品及饮料等的脱色剂
由于凹土本身的无毒性质，使得凹土可以被用于加工食品以及饮料方面，这一点相较于其它的矿物资源来说具有很大的优势。同时，凹土具有很大的比表面积以及纳米级的尺寸，这就导致了凹土具有很强的吸附能力，可以吸附一些固体杂质、有机物杂质、色素等等。因此很多的饮料或者食用油等等都可以用凹土来对它们进行吸附，并去除其中的固体杂质以及色素。同时，凹土也可以用做一些粘度比较大的液体的色素去除。另外凹土还可用于凡士林、煤油、燃料油、润滑油等的脱色剂。
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