基本信息
- 项目名称：
- 用海泡石净化废水中有机物的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本实验通过对天然海泡石在不同条件下的酸、碱、盐处理，研究其对废水中有机物的吸附性能变化，以期为海泡石在水污染治理的应用上提供重要的理论依据。
- 详细介绍：
- 海泡石是一种富镁的纤维状硅酸盐黏土矿物，素有软黄金之称。海泡石是一种含水的镁质硅酸盐粘土矿物，其理论结构式为［（Si12）(Mg9)O30(OH2)4H2O］，属于链层状硅酸盐矿物[1]。在其结构单元中，硅四面体和镁氧八面体相互交替，硅氧四面体单元通过氧原子连接在中央镁八面体上而连续排列[2]。正因为有这样独特的结构，使它拥有高的比表面积和较大的孔径。海泡石依靠其优越的吸附性能，在废水的处理上发挥着重要作用，并且海泡石价格低廉，对环境无毒害，属于环境友好材料，因此对其利用也日趋广泛。但是用酸、碱、盐处理，对海泡石吸附废水中有机物的影响，这样的研究较少。本实验通过对天然海泡石在不同条件下的酸、碱、盐处理，研究其对废水中有机物的吸附性能变化，以期为海泡石在水污染治理的应用上提供重要的理论依据。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 基本思路： 1：选择某工业区合适的研究地点，并采集水样。 2：研究海泡石最佳投入量，用酸、碱、盐改性海泡石后，对其吸附废水中有机物效果的影响。探究用何种酸改性海泡石对净化废水的效果最佳。作品撰写的目的：我们通过研究海泡石吸附有机物的最佳改性条件，希望拓展它的应用面及应用量，为解决污染水的问题开辟新思路，且可服务于地方经济，并呼吁社会上更多的人加入到环境保护的队伍中来。
科学性、先进性及独特之处
- 以海泡石的优势来研究在不同条件下对有机污染物废水的净化能力。探究海泡石吸附污染物的机理、动力学问题，拓展它的应用面及应用量，为解决污染水的问题开辟新思路，且可服务于地方经济，有巨大的潜在经济效益和社会效益。
应用价值和现实意义
- 海泡石有着独特的结构，开阔的层间孔道和较大的比表面积，因而具有吸附离子和一些有机物的能力。海泡石来源广泛价格低廉，根据海泡石的物理化学性质来处理污染物，达到治污的目的，也是开拓海泡石应用市场的途径之一。提高海泡石的吸附能力，防止二次污染。开发综合利用方案，使海泡石在处理污染物的同时，能够将污染物变废为宝，提高污染物处理的附加值已经成为现在研究的重点。
学术论文摘要
- 摘 要:通研究在不同浓度的酸、碱、盐下制备的改性海泡石对废水中有机物的去除效果；结果表明：海泡石最佳改性条件：投放量120g/L，改性酸度1.5mol/L的硫酸,改性碱度1.2mol/L的氢氧化钠,改性盐度2.1mol/L的氯化钠。其中用浓度为1.5mol/L 的硫酸改性海泡石，水样中有机物的去除效果最佳,去除率高达85.49%。基于以上实验所得出的结论，本小组将海泡石的改性条件定位于酸性，研究用不同种酸制备的改性海泡石对废水中有机物的去除效果；结果表明：不同类型酸处理后，海泡石去除有机物的效果如下:硫酸改性>盐酸改性>硝酸改性。其中用硫酸处理后的海泡石，其去除效果明显高于盐酸和硝酸。 关键词：改性海泡石；有机物；工业废水；去除率
获奖情况
- 作品《用海泡石净化废水中有机物的研究》将在《广东化工》的期刊上于2011年第6期发表
鉴定结果
- 结果属实，以《广东化工》的录取通知书为凭证
参考文献
- 技术水平： 实验仪器：HY-调速多用振荡器（江苏金坛金城国盛实验仪器厂） SRJX-4-15箱式电阻炉 PHS-2型酸度计（上海雷磁仪器厂） BS210S型电子分析天平、FA2104电子天平、坩埚等 LRH-250A型烘箱 技术文献的检索目录： [1] 潘兆橹.结晶学及矿物学（下）.北京:地质出版社,1994,187-189 [2] 张乃娴.粘土矿物研究方法.北京:科学出版社,1990,72-75 [3] 赵振国. 吸附作用应用原理[ M ] . 北京: 化学工业出版社,2005 [4] Renjun Z，Singer A，Galan E. Sepiolite Clay Deposits in SouthChina ［ A ］. In: Developments in Sedimentology ［ C ］.Amsterdam: Elsevier，1984. 251-252. [5] Lazarevic S，Jankovic-Castvan I，Jovanovic D，et al. Adsorptionof Pb2 +，Cd2 +and Sr2 + ions onto natural and acid-activatedsepiolites ［J］. Applied Clay Science，2007，37(1-2):47-57. [6] Dogan M，Turkyilmaz A，Alkan M，et al. Adsorption of copper(Ⅱ) ions onto sepiolite and electrokinetic properties ［J］.Desalination，2009，238(1-3):257-270. [7] zdemir O，inar M，Sabah E，et al. Adsorption of anionicsurfactants onto sepiolite ［J ］. Journal of Hazardous Materials，2007，147(1-2):625-632.
同类课题研究水平概述
- 海泡石是一种富镁的纤维状硅酸盐黏土矿物，素有软黄金之称，其理论结构式为Mg8Si12O30(OH)4(H2O)4• 8H2O。在其结构单元中，硅氧四面体和镁氧八面体相互交替，具层状和链状的过渡型特征，正是由于这种独特的结构，使得海泡石的比表面积高达 800m2/g，孔隙率大，具有良好的吸附性、流变性和催化性。它强大的吸附性使得海泡石在水中污染物吸附领域的用途十分广泛，并且海泡石对环境无毒无害，属于环境友好材料。这为水处理技术提供了新型的廉价吸附剂。然而天然海泡石矿品位较低，杂质含量较高，且表面酸性弱、通道小、热稳定性不好，这些弱点限制了海泡石的应用。海泡石是应用领域扩展较迅速的矿产之一。据国内外资料统计，海泡石的用途已达到130多种，不仅在工业、农牧业中广为应用，而且在现代科学技术领域和国防工业的用途也正在迅速扩大，如宇航飞行、人造卫星、月球演化等领域。海泡石具吸附性、流变性和催化性。其吸附能力使其成为极有价值的漂白剂、净化剂、过滤剂、废油吸附回收剂以及医药、农药载体；流变性使其成为有价值的增稠剂、悬浮剂、触变剂以及各色各样的化妆品、牙膏、肥皂、油漆、涂料等；催化剂性质可用于氧化、裂解、聚合等催化反应。我国海泡石成矿条件好, 资源十分丰富, 为我国开发新型环境污染治理材料提供了物质资源。目前, 国内外在海泡石的吸附性能研究方面取得了较多的成果, 使海泡石在环境污染治理上的应用日趋广泛。海泡石体质轻、颗粒微细,具有多孔道的特殊晶体结构和悬浮性能, 能吸附大量水分子, 是良好的吸附剂和催化剂载体材料。虽然我国是世界上少数几个富产海泡石的国家之一，但开发利用却十分落后，目前仍以出口原料为主. 由于海泡石比表面积仅次于活性炭，其价格仅为其十几分之一，十分低廉. 因此，加强对海泡石的开发利用研究有着极其重要的意义.
