凹凸棒石表面无机负载吸附剂制备技术及进展

　　众所周知，吸附剂比表面积越大，表面的活性位点越多，吸附性能越好。无机纳米粒子具备此特性，但直接将其用于水体修复效果不佳。主要是该类吸附剂颗粒细小，在水体中很容易团聚，通常是将纳米粒子负载于其他载体上。　　　　凹凸棒石具有独特的一维棒晶，是理想的载体材料。将纳米粒子负载在凹凸棒石表面，不仅防止了纳米粒子的团聚，而且能够有效降低吸附剂的使用量。　　　　纳米零价铁（nZVI）是近年来发展起来的一种新型水处理材料，具有很强的还原性，能够非常有效的还原污水中存在的重金属离子、染料和农药等污染物。但由于nZVI粒子容易氧化、集聚，抑制了nZVI的反应活性，从而降低其对水中污染物的降解效率。将nZVI负载在凹凸棒石表面不但可以提高其分散性和抗氧化性，而且可以还原或固定重金属，降解有机物。　　　　Zhang等用凹凸棒石负载nZVI，对Cr（VI）的除效率可以达到90.6%，明显高于未负载的nZVI（62.9%）。去除过程中Cr（VI）被零价铁还原，形成的Cr-Fe氧化物共沉淀在凹凸棒石表面，因此最终产物为FeCr2O4。　　　　Dong等用凹凸棒石负载nZVI降解地下水中的硝态氮（NO3-N），去除效率可以达到83.8%。Frost等利用凹凸棒石负载nZVI去除水体中的亚甲基蓝，负载型吸附剂有更高的吸附能力。Ding等将nZVI负载在凹凸棒石表面，再用过硫酸盐产生自由基，催化降解水体中的除草剂稗草净。结果表明，nZVI负载在凹凸棒石表面可以有效阻止零价铁的团聚和氧化，稗草净经过羟基取代、氧化和开环反应，大部分转变为CO2和H2O，去除效率高达97.36%，水体中总碳去除率达到79.97%。

　　　　Chen等通过化学氧化聚合和液相还原法，制备得到的聚吡咯/凹凸棒石负载nZVI的吸附剂对染料萘酚绿B的去除率可达到99.59%，明显高于凹凸棒石、聚吡咯、聚吡咯/凹凸棒石和nZVI。　　　　Quan等将凹凸棒石负载nZVI，再用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵包覆，用于吸附降解水体中的酸性橙7，表层的表面活性剂起到“抓手”作用，将酸性橙7吸附到吸附剂表面，而凹凸棒石负载nZVI再对染料进行催化降解。在2h内对酸性橙7的去除率为98.4%，总有机碳量为59.21%。　　　　含铝化合物在水体富营养处理方面已使用有30多年之久。但吸附磷后所形成的氢氧化铝底泥只能在pH值较低环境中稳定，在pH值较高的水体中（pH＞9.5），固定的磷有可能重新释放出来。而富营养化过程中表层湖水的pH值往往较高，影响了氢氧化铝的去除磷的能力。　　为此，Yin等在富钙凹凸棒石表面负载氢氧化铝（Al@TCAP）用于水体中磷的去除。结果表明，最大吸附量增加到8.79mg/g，几乎是未改性富钙凹凸棒石的两倍。Al@TCAP有较高的磷去除能力，是因为富钙凹凸棒石表面钙可以与磷形成钙-磷复合物。该反应即使在高pH值的水体中也可以顺利完成。而钙-磷复合物表面的pH值比表层湖水低1～2，故进一步引入氢氧化铝后锁定的磷不会再次释放。　　　　Tian等以天然富镁卤水为原料，制备了凹凸棒石/MgO吸附剂用于去除水体中的Zn2+和Cd2+。吸附剂的最大吸附量分别为840.81mg/g和672.94mg/g，同时只需对吸附重金属后的凹凸棒石/MgO通过简煅烧即可回收再利用，再生得到的复合吸附又可有效地吸附水体中的阳离子染料。　　　　吸附/抗菌多功能吸附剂是近年来逐步发展起来的一种新型吸附剂。该类吸附材料不仅具有一般吸附剂的吸附性能，而且对水体中的病原体有一定的杀灭作用，因此水体净化效果更佳。　　徐慧等以凹凸棒石为载体，采用水热法-均相沉淀法，制备了CuO/凹凸棒石复合材料，研究了复合材料对亚甲基蓝废水的催化吸附性能，以及对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制性能。结果表明，复合材料中CuO的质量分数为50%时，亚甲基蓝色度的去除率达80%以上，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的增长均具有良好的抑制作用。　　　　资料来源：《朱永峰,宗莉,于惠,王爱勤.凹凸棒石基新型水处理吸附材料研究进展[J].硅酸盐通报,2020,39(07):2308-2320》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！