改性膨润土处理无机废水研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着我国化工产业的迅猛发展，随之而来的环境污染问题也愈发严重。含重金属铬(cr)的废水由于其不能被生物降解，对土壤以及人体健康都有极大危害，必须处理达标后方可排放，如何高效廉价的处理铬仍是人们关注的问题。天然钠基膨润土具有吸附性能，但天然钠基膨润土带负电荷，无法吸附含六价铬废液中的cr₂o₂^2-、cro₄^2-等阴离子，且天然膨润土处理废水时效果较差，且固液难分离，这给膨润土的工业应用带来了一定困难。

膨润土的表面改性是指用物理、化学、机械等方法对其表面进行处理，根据应用的需要有目的地改变膨润土矿物表面的物理性质和化学性质，如表面结构、表面能、电性、吸附性能和反应活性等，以满足其在不同领域或技术中的应用，从而提高膨润土的性能及使用价值。近年来，双子表面活性剂改性膨润土因吸附效率优于单阳离子表面活性剂改性膨润土，引起了研究者的兴趣，在双子季铵盐表面活性剂方面开展了一些有意义的工作。与传统的双子季铵盐表面活性剂相比，双子咪唑类表面活性剂较大的极性咪唑头基和潜在的π-π相互作用结构，对有机污染物将具有优异的吸附性能。因此，利用咪唑基双子表面活性剂改性膨润土处理废水的研究具有重要的意义。

由于膨润土具有许多优异的性能，在国外，它已经在24个领域100多个部门得到广泛的应用。我国在膨润土开发应用方面起步较晚，规模生产的膨润土产品不多，有机膨润土产品仍以进口为主，所以研究和开发吸附性能更好的新型膨润土具有良好的发展和应用前景。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

(1)合成改性剂——双子咪唑表面活性剂； (2)利用合成改性剂改性膨润土；

(3)探究改性膨润土对不同浓度cr（vi）的吸附率以及改性剂的用量对cr(vi)的吸附率，得到吸附cr(vi)的最佳条件；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

首先合成改性剂双子咪唑表面活性剂，再利用合成的改性剂改性膨润土，测定得到的改性膨润土的性质；用得到的膨润土吸附cr（vi）溶液，找到最大吸附率时的条件，绘制吸附等温线。

步骤：

4. 参考文献

[1] 张秀英. 膨润土的有机改性及吸附性能[j]. 金属矿山，2011, 9: 153-155

[2] 梁亚琴,张晓燕,闫煜东,杨文卓,周立华.gemini表面活性剂改性有机蒙脱土的制备及其对甲基橙的吸附性能[j].化学通报,2016,79(12):1178-1183.

[3] yangq, gaom, luoz, et al. enhanced removal of bisphenol a from aqueous solution by organomontmorillonites modified with novel gemini pyridinium surfactants containing long alkyl chain[j]. chemicalengineering journal,2016,285: 27-38.

5. 计划与进度安排

第1阶段：2022-2022-1学期第18-19周—2022-2022-2学期第1-3周（2022.12.28-2022.3.21）

查阅参考文献，制定实验计划，翻译英文文献，完成开题报告，准备实验仪器。 第2阶段：第4周-第14周（2022.3.22-6.6）

进行实验，合成改性膨润土，达到目标要求；利用所得改性膨润土探究不同条件下对cr(vi)的吸附率；探究吸附动力学及热力学方程并绘制吸附等温线；收集数据，书写论文。 第3阶段：第15周（2022.6.7-6.13）