《季铵盐改性蒙脱石的表征与吸附应用》共7章,分别介绍了蒙脱石预分散的必要性,季铵盐分子结构、吸附质自身理化性质与改性蒙脱石吸附性能之间的构效关系,以及蒙脱石的复合改性。
《季铵盐改性蒙脱石的表征与吸附应用》将丰富季铵盐改性蒙脱石在水体污染修复领域的应用,指导选矿废水、含重金属/有机物的工业废水、富营养化地表水等水体污染物的高效吸附分离,为廉价黏土矿物吸附剂的研发设计提供参考,为实践应用提供思路。
《季铵盐改性蒙脱石的表征与吸附应用》可供从事黏土矿物材料生产、环境修复领域等行业专家阅读,也可供矿物加工及环境工程专业的本科生和研究生参考。
膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的黏土矿物,在我国储量丰富,集中分布于广西和新疆等地,然而我国膨润土面临着深加工技术较落后、产品附加值较低的困境。目前,全球膨润土主要应用于铸造、钻井泥浆、铁矿球团等领域,而美国膨润土的主要消费市场为吸附剂领域。提高膨润土附加值,拓展膨润土基复合材料在污水净化、大气污染治理、固废处置等领域的应用具有重要意义。利用季铵盐改性制得有机膨润土过程简单,浙江、江苏、四川等省份均设有有机膨润土生产企业。季铵盐改性蒙脱石(膨润土)对水体污染物的吸附研究多侧重于有机物污染物,对无机污染物的分离研究相对较少。而实际废水中,无机污染物溶解度高、易随水体迁移,对生态环境和人类健康造成严重损害。季铵盐改性蒙脱石吸附水体污染物主要通过分配作用和离子交换等,而两种作用均与改性蒙脱石的结构、吸附质的物化特性等密切相关。研究季铵盐改性蒙脱石对多种污染物的吸附特征,拓展季铵盐改性蒙脱石的环境修复应用,建立构效关系,将为设计高效的改性蒙脱石吸附剂提供数据参考与理论支持。
本书共包含7章,是作者团队近些年科研成果的凝练总结。第1章重点介绍了季铵盐改性蒙脱石常用的表征技术及其环境修复应用现状。第2章论述了预分散对传统季铵盐改性蒙脱石结构的影响,并对比了所制得改性蒙脱石对高氯酸根和甲基红的吸附特征,探讨分析了预分散的必要性。第3章系统地对比研究了传统季铵盐与新兴双子季铵盐改性蒙脱石的结构与组成差异,较详尽地阐明了新兴双子季铵盐改性蒙脱石吸附水体无机或有机污染物(分别选用了铬酸根和苯酚为代表)的潜在优势。第4章以新兴污染物钨酸根为“探针”,研究了改性蒙脱石与钨酸根离子之间的“自洽”机制,为优化蒙脱石改性,拓展改性蒙脱石对污染物的吸附应用提供指导。第5章选用了三种不同分子量的黄药为吸附对象,系统地研究了双子季铵盐改性蒙脱石对各黄药的吸附性能,为改性蒙脱石在选矿废水中对黄药的分离应用提供了思路与参考。第6章以我国水体富营养化为落脚点,结合赣南稀土地域优势,提出了镧/双子季铵盐联合改性蒙脱石以及FeCl-4功能化双子季铵盐改性蒙脱石用于水体的同步脱硝除磷,结合了固相表征与水质分析结果,揭示了同步脱硝除磷机制。第7章为全书总结。
本书由江西理工大学罗武辉、肖婷、袁秀娟、黄祈栋和任嗣利共同编写完成,罗武辉编写全书的主体内容,肖婷、袁秀娟参与了第4章的编写,黄祈栋参与了第5章和第6章的编写与文献编排,任嗣利对全书进行了审阅与修改。作者的研究工作与本书的出版得到了中国博士后科学基金项目(2018M640604)、江西省博士后择优资助项目(2018KY32)、江西理工大学“清江青年优秀人才支持计划”(JXUSTQJYX2020006)、江西理工大学优秀学术著作出版基金和日本文部科学省奖学金的联合资助。感谢日本九州大学笹木圭子教授,江西理工大学孙涛副教授、黄震副教授、黄志强副教授等人为本书的完成所提供的帮助。
在本书的编写过程中参考了国内外文献资料,在此谨向相关文献资料的作者表示衷心的感谢!
由于作者水平有限,书中难免有疏漏或不妥之处,敬请读者指正。
目录章绪论1.1研究背景与意义1.2蒙脱石1.3蒙脱石改性1.4季铵盐改性蒙脱石的表征技术与应用1.4.1季铵盐改性蒙脱石的表征技术1.4.2季铵盐改性蒙脱石的环境修复应用第2章预分散对改性蒙脱石的结构及其吸附高氯酸根和甲基红的影响特征与机制2.1高氯酸根2.1.1污染特征与环境毒理性2.1.2高氯酸根污染水体修复技术2.1.3季铵盐改性蒙脱石吸附高氯酸根的研究现状2.2传统季铵盐改性蒙脱石的合成及其吸附实验2.3预分散对改性蒙脱石的影响特征2.3.1组成与结构差异2.3.2吸附高氯酸根与甲基红的性能对