改性ob欧宝体育富网入口包括范围很广,从经简单的离子交换处理直到结构完全崩塌而得到的产品都属改性ob欧宝体育富网入口范围。天然ob欧宝体育富网入口经过改性,可以明显提高其孔隙率及表面活性,提高吸附性能、离子交换性能及交换容量等,从而提高其使用价值。
1、利用离子交换原理改性
ob欧宝体育富网入口的离子交换性能在无氧和有氧的情况下进行,适用范围较广,所以这种改性方法应用广泛。用酸和碱分别改性ob欧宝体育富网入口,从电镜分析中看出,经过改性的ob欧宝体育富网入口表面明显伸展开,表面积增大,酸浸ob欧宝体育富网入口呈木絮状,从而使其吸附能力大大增强。这说明经离子交换后,可提高其离子交换能力。
研究了去除有盐存在下的废水中的氨氮,用1%NaCl的溶液改性,然后在30℃干燥24h,发现这种改性ob欧宝体育富网入口对氨氮有较高的去除率并能快速达到平衡,溶液中若存在Ca2+,Mg2+则有助于氨氮的去除,若存在K+则阻止了氨氮的去除。使用天然ob欧宝体育富网入口处理核废水中的碘化物效果并不明显,但用NH4+,Na+,Pb2+,Ag+,Cd2+,Hg+,Hg2+,Tl+等溶液对ob欧宝体育富网入口进行改性,结果表明其中Ag+,Pb2+,Tl+改性的ob欧宝体育富网入口对I-的吸附较好。工业废水中的重金属离子对环境污染极大,ob欧宝体育富网入口本身格架结构特征和配位键的不平衡决定了ob欧宝体育富网入口能作为阳离子交换剂使用。将改性ob欧宝体育富网入口用于处理采油废水中的COD的研究,经不同的活化方法得到的改性ob欧宝体育富网入口对COD的吸附能力为:盐酸活化的氢型ob欧宝体育富网入口>氢氧化钠活化的钠化ob欧宝体育富网入口>加热活化的ob欧宝体育富网入口>未活化的ob欧宝体育富网入口,对此可解释为由半径较小的H+的置换了半径较大的阳离子,拓宽了孔洞,表面积明显增加,裸露的酸中心明显增多,极大提高了吸附能力,结果是去除率达75%左右,成本仅为药剂价格的1/10。将一定量的天然ob欧宝体育富网入口加入浓度为50%的MgCl2和AlCl3混合液中,制得除磷材料,该材料对磷酸氢二钾的处理效果最佳其次是磷酸二氢钾,焦磷酸盐。其除磷效果要优于于常用的除磷剂硫酸铝和聚铝,因此值得推广和应用。由此可见,为了平衡负电荷而进入ob欧宝体育富网入口晶体中的金属离子(一般为Na+,K+),可被其他离子置换,这样对ob欧宝体育富网入口的结构影响很小,但对ob欧宝体育富网入口的离子交换和吸附性能影响很大,而且其交换的离子相对来说是比较无害的Na+,Ca2+,K+,因此,ob欧宝体育富网入口是处理工业废水中的一种理想原料。这是一种简单易行且较廉价的改性方法,但是这种原理改性后的ob欧宝体育富网入口对有机物等的去除能力较差。
2、加热培烧法改性
ob欧宝体育富网入口中的水,加热到200℃左右即可逸去,ob欧宝体育富网入口得到活化,形成疏松多孔的海绵体,使吸附和阳离子交换等特性得以发挥。而且当水受热逸出后,通道和孔穴更加空旷,相应内表面积更加巨大,而且脱水后ob欧宝体育富网入口晶穴内部具有很强的库仑场和极性,表现出强烈的吸附性。ob欧宝体育富网入口具有耐高温特性,但温度太高会破坏其结构使其失去离子交换功能。一般情况下,500~550℃灼烧时既可提高其机械强度又可加大孔容,增加比表面积,还可增加阳离子的运动活性,使离子交换进行更充分。
对经过不同温度灼烧的ob欧宝体育富网入口进行电镜观察可观察ob欧宝体育富网入口结构的变化。将多孔改性ob欧宝体育富网入口球颗粒在550℃和800℃时灼烧,然后对ob欧宝体育富网入口球断面进行扫描电镜观察,发现550℃烧制的ob欧宝体育富网入口球微孔结构非常明显,孔道分布均匀广泛,形状规则,80%的孔径在20~50µm之间;而800℃烧制的ob欧宝体育富网入口球颗粒结构明显不同,90%的孔径只在20~30µm之间,稍大的孔道严重变形,用其处理氨氮废水效果急剧下降。
天然ob欧宝体育富网入口的热稳定性取决于ob欧宝体育富网入口的硅和铝和平衡阳离子的比率,一般在其组成变化范围内,硅含量高,则稳定性好。平衡阳离子的性质的某些变化,对于晶体的稳定性有显著影响,如钙的天然斜发ob欧宝体育富网入口在500℃以下即可分解,同一样品若用钾进行离子交换,则其晶体温度达800℃仍不破坏。在很多文献中都结合灼烧方法以改性。
3、ob欧宝体育富网入口晶体表面改性
近年来,用有机物改性的ob欧宝体育富网入口,特别是用表面活性剂改性的ob欧宝体育富网入口,因其突出的吸附能力,引起了人们的重视,得到了广泛的研究。十六烷基三甲基溴化铵是常用的有机改性剂。
用十六烷基三甲基溴化铵对ob欧宝体育富网入口改性,通过X-衍射分析,开始ob欧宝体育富网入口的单元层间距离为0.3955 nm改性后为0.3966nm,稍有增大,但内部结构未被破坏,改性剂在ob欧宝体育富网入口表面形成一层覆盖物,重铬酸阴离子由于与表面活性剂形成沉淀而被除去,去除率可达98%。参考国内外有关文献报道,单独使用阳离子表面活性剂会影响ob欧宝体育富网入口的吸附容量,而两性离子表面活性剂分子中有两种离子存在,易溶于水,且在较浓的酸和碱中仍能溶解,并保持阳离子的性质,根据ob欧宝体育富网入口的特性,可以同时吸附多种阳离子或阳离子基团。因此选择十六烷基三甲基溴化铵与N,N-二甲基十二烷基甜菜碱按1:1的比例复配的混合表面活性剂对天然ob欧宝体育富网入口改性,处理重铬酸盐和苯酚,结果表明去除率达90%以上。
4、利用ob欧宝体育富网入口做载体的改性
ob欧宝体育富网入口的微观结构具有多空穴,多孔道,比表面积巨大,可作为良好的载体。用天然ob欧宝体育富网入口作载体,将活性氧化镁载在其上,进行除氟效果较好,在最佳条件下,此种镁型ob欧宝体育富网入口的除氟容量可达14 mgF-/gob欧宝体育富网入口,并可再生使用。根据水合氧化镧对正磷酸盐有较大的吸附容量,同时经无机盐改性的ob欧宝体育富网入口对氨氮的吸附能力比天然ob欧宝体育富网入口的吸附能力成倍地提高这个原理,兼顾两者的优点制备复合吸附剂,同时去除氮磷。结果表明用稀土镧改性的ob欧宝体育富网入口与天然ob欧宝体育富网入口相比,对氨氮和正磷的去除率都有较大的提高,尤其对正磷的去除率达99%,此种改性ob欧宝体育富网入口也可再生,再生7次后的去除率仅降低7%。ob欧宝体育富网入口还是一种极性吸附剂,可以吸附有极性的分子和细菌,对细菌有富集作用,因此ob欧宝体育富网入口是一种理想的生物载体,培养出的生物沸NH3-N,NO2-N,有机物,浊度,色度等在技术上是可行的,而且脱氮较为彻底。
ob欧宝体育富网入口是一种天然,无毒、无味相对于环境没有影响的吸附剂,用改性ob欧宝体育富网入口处理水有很多其他方法无法比拟的优点。从以上的文献中也可看出改性ob欧宝体育富网入口的一些应用问题和前景:
(1)寻找经济有效的改性方法,目前改性的方法主要集中于离子交换的方法。
(2)ob欧宝体育富网入口处理水中的污染物后,对有用的污染物在ob欧宝体育富网入口里面如何进行重新回收是一个重要问题。如对Cs137的去除中,交换的放射性元素可原封不动作为放射源使用,为了不使放射性物质的扩散,通过熔化ob欧宝体育富网入口,可使放射性离子长久固定在ob欧宝体育富网入口晶格内,这样失去1%的放射性物质大约需要500年。重新回收或者为避免对环境有潜在危害的后继工作还需要研究。
(3)ob欧宝体育富网入口的再生,在ob欧宝体育富网入口的使用和再生中常常要受到酸或高温的作用,ob欧宝体育富网入口的独特性质使其有更广泛的应用,再生的条件和方法都有待探讨。