柱撑蒙脱石吸附材料处理含阴离子表面活性剂LAS废水研究.doc

级大学生创新性实验计划项目 申 书 柱撑蒙脱石吸附材料处理含LAS废水研究 申 请 者 所在学院 专业年级 指导教师 项目起止时间 2011.12～2012.7 联系电话 电子信箱 申报时间 2011年10月 合肥工业大学男 出生年月 学 号 实验操作 资料查询、实验操作 数据记录 指导教师情况 姓 名 职 称 教授 学历/学位 博士 讲授课程 研究方向 环境矿物学研究 所在院（系） E-mail地址 电 话 □科研 □教学 □设计 □工程 □自选 ∨ □其他（ ） 申请理由（知识条件，特长、兴趣，相关经历等） 通过大一到大三期间对有机、无机、分析和物理化学、环境生物化学、化工原理、水污染控制工程等学科的学习。我们已经掌握一定的化学理论知识和动手试验能力。又因为我们这个团队怀着极大的热情，希望通过创新实验这个平台，发散创新思维，培养团队意识。有分工有计划地进行实验来把所学的知识运用于实践中，解决实际中的水污染问题，从而使其更经济、更节约。 在我们这个小组里，A同学有较好的化学基础和较强的组织协作能力；B在计算机有较好的基本功、实际操作能力较强、C和D同学化学理论功底扎实，也有较强动手能力。 尽管我们对相关课题的研究较少，也没有相关的课题研究经历，但我们对工作认真负责，态度积极向上，而且我们会以这次课题研究为契机，多多接触各种科研活动，从而提升我们的实际动手能力，拓宽我们的科研知识面，增强我们对科研的认识。因此，我们计划申请大学生创新基金，使我们保护环境的责任及愿望得以实现。 二、项目研究内容（目前研究的现状、研究方法、实验方案、解决的关键技术和创新点等） 目前研究的现状： 目前我国应用比较多的表面活性剂有:阴离子表面活性剂( 以直链烷基苯磺酸钠 LAS 为主)约占总量的 70%。合成洗涤剂用途广泛,几乎涉及到家庭生活、工农业生产的各个方面,最后大部分形成乳化胶体状废水排入自然界,其首要污染物 LAS 进入水体后,与其他污染物结合在一起形成一定的分散胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。 表面活性剂LAS废水的特点主要有以下 1) 废水中除含有表面活性剂 LAS 和其乳化携带的胶体性污染物外还含有混合助剂、漂白剂和油类物质废水中的 LAS以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。 2) 废水一般偏碱性, pH 值约为 8～11废水中 LAS 含量有的高达上千 mg / L如洗毛废水有的只有十几 mgL，如洗浴废水 COD 值差异也很大从几百到几万甚至十几万 mgL。 3) 废水中的 LAS 会造成水面产生大量不易消失的泡沫。 废水中的 LAS 本身有一定的毒性,对动植物和人体有慢性毒害作用, LAS 还会引起水中传氧速率降低,使水体自净受阻。另外,废水产生的泡沫也会影响环境卫生和美观。目前对 LAS废水的处理除了原有的物化和生化法外,还有膜分离、微电解等新方法,并得到了一定的应用。 自20世纪80年代以来,蒙脱石在环保中的应用有了较大发展从现有资料可以看出蒙脱石环保材料主要是用于废水处理。蒙脱石无论是单一的钠化改性还是制成蒙脱石复合材料,其主要目的在于增强其吸附能力在废水净化中起捕收剂作用。 但由于蒙脱石结构层带有负电荷对阴离子有静电排斥作用故阴离子表面活性剂用于合成柱撑蒙脱石（PILM）的研究报道不多。另有研究表明阴、阳离子表面活性剂能够在蒙脱石层间形成复合胶束这将增加制备阴离子表面活性剂柱撑蒙脱石的可行性。因此, 制备阴阳离子表面活性剂复合柱撑蒙脱石并对其性质进行表征, 可以拓展柱撑粘土材料的应用领域, 同时对探索开展粘土矿物基复合胶束研究也有重要意义。本研究采用一系列含有不同浓度的阴、阳离子表面活性剂对蒙脱石进行柱撑, 合成了系列柱撑蒙脱石样品。通过元素分析、X 射线衍射分析和热分析等表征手段, 探讨了阳离子表面活性剂HDTMAB与阴离子表面活性剂SDS在合成阴阳离子复合柱撑蒙脱石合成中的协同作用, 揭示了在阳离子表面活性剂HDTMAB的作用下, 阴离子表面活性剂SDS进入蒙脱石层间的机理。 柱撑蒙脱石是利用蒙脱石层间的可交换离子全部或部分被特定的离子或离子团柱子所代替，并固定在其层间域所形成的一种二维的类分子筛多孔物质。由于具有比表面积大、表面活性高及孔径大等特征，由“柱子”撑开后的层具有二维通道，其层间距可以变化，且具有强酸