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蛭石膨胀方式对单质汞吸附性能的影响

[导读]矿物质类材料储量丰富、价格低廉,现已成为制备经济高效的新型吸附材料的研究热点。

本文以尉犁蛭石为原料,采用微波、马弗炉煅烧、双氧水处理以及微波/ 双氧水复合处理等方式对蛭石进行膨胀处理并对单质汞进行吸附,经比表面积、扫描电镜、透射电镜和X 射线衍射分析表明:经过膨胀处理后蛭石的层状结构并未发生太大改变,且膨胀蛭石的孔径大小是影响单质汞吸附的重要因素。吸附结果表明:蛭石经过不同方式膨胀后,对单质汞的吸附量均有所提高,其中微波膨胀蛭石的吸附量最大约为12 mg/g,比粉末活性炭的吸附量高22%。这表明膨胀蛭石是一种廉价、对环境无毒无害且性能较好的单质汞吸附剂,在燃煤电厂汞污染控制方面具有很大的应用潜力。


利用膨胀方法对蛭石进行处理是一种简便而实用的方法。采用微波加热法对蛭石进行膨胀研究发现其最大膨胀倍数约为4.5 左右;研究发现当微波加热时间为2 min,H2O2 质量分数为5%时,蛭石膨胀倍数为8.76。这表明通过膨胀改性,可以增加层间孔隙,增加其阳离子交换容量,从而增加对金属离子的吸附能力。鉴于此,本文采用微波、马弗炉煅烧、双氧水和微波/ 双氧水复合处理等简单高效的方法对原蛭石进行膨胀处理,并在密闭容器内对饱和汞蒸气进行静态吸附,利用重量法测定膨胀蛭石对单质汞的吸附量,通过BET、SEM、TEM、XRD 等对样品进行表征,探究蛭石膨胀方式对单质汞吸附性能的影响。


结论

(1)对蛭石进行膨胀处理可有效改善其对单质汞的吸附能力,尤其是蛭石经微波膨胀后对单质汞的吸附量显著提高,达到12 mg/g 左右,且比粉末活性炭提高了22%。


(2)4 种膨胀处理方法并未破坏蛭石结构,且随着蛭石孔径的增大,膨胀蛭石对单质汞的吸附性能也逐渐提高。


(3) 膨胀改性后可显著提高对单质汞的吸附量且蛭石储量丰富、价格低廉、对环境无毒无害,在燃煤电厂汞污染控制方面具有很大潜力。



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