本文采用生物质糖类和聚丙烯腈(PAN)为碳源，对凹凸棒石进行水热改性，得到凹凸棒石/碳复合材料，研究该材料的制备工艺，并将其应用于亚甲基蓝染料废水和苯酚有机废水的吸附处理上，对其吸附性能进行评价。主要内容如下:
(1)以凹凸棒石为原料，分别以木糖，果糖，蔗糖和纤维素为碳源，采用水热法制备改性凹凸棒石。研究表明，木糖为碳源时，产物为微米碳球与凹凸棒石共存，凹凸棒石表面并未负载纳米碳;果糖和蔗糖为碳源时，材料为微米碳球与凹凸棒石/碳纳米复合材料共存;纤维素为碳源时，可获得形貌单一的凹凸棒石/碳纳米复合材料。可见不同碳源在凹凸棒石表面的碳化情况不同。
(2)采用不同改性剂对PAN进行改性处理，并将改性后的PAN水热碳化。研究表明，KMnO4改性剂对PAN粉末改性效果最好。改性PAN粉末水热反应后，形成形貌不规则的物质，产量很低。采用六水合硫酸亚铁铵为催化剂，对改性PAN粉末进行水热碳化，可能形成颗粒状的碳，尺寸在纳米级范围，其产量有所增加，说明六水合硫酸亚铁铵对改性PAN粉末的碳化起到催化作用。
(3)本研究以凹凸棒石和纤维素为原料，在六水合硫酸亚铁铵催化下，水热制备凹凸棒石/C复合材料，并对低浓度的亚甲基蓝和苯酚进行吸附性能研究。研究表明，在吸附条件为298K，4h，200r/min，固液比1∶2500，pH值为6.8时，复合材料对亚甲基蓝的吸附去除率达到97％，相对于凹凸棒石原土的有所提高，且对亚甲基蓝的吸附动力学符合准二级动力学方程，速率常数随着溶液初始浓度的提高而下降。另外，复合材料对亚甲基蓝的吸附属于Langmuir型。而在吸附条件为298K，12h，200r/min，固液比1∶50，pH值为6.8时，复合材料对苯酚的吸附去除率达到46％，相对于凹凸棒石原土的18％，提高了2倍多，复合材料对苯酚的吸附属于Freundlich型。比较不同改性凹凸棒石对有机污染物苯酚和亚甲基蓝的吸附影响规律，研究表明:纤维素为碳源制备的形貌单一的凹凸棒石/碳纳米复合材料对苯酚吸附脱除性能最好，以木糖为碳源制备的微米碳和凹凸棒石共存的材料对亚甲基蓝的吸附脱除性能最好。相比未改性凹凸棒石原矿，改性后的凹凸棒石对苯酚和亚甲基蓝的吸附脱除性能均有提高。

    关键词：
    凹凸棒石 生物质 聚丙烯腈 水热碳化 吸附性能 碳复合材料
    作者：
    徐艳青
    学位授予单位：
    合肥工业大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    化学工艺
    导师姓名：
    吴雪平
    学位年度：
    2013
    语种：
    中文
    分类号：
    TB332 X703
    在线出版日期：
    2013年10月30日