凹凸棒石黏土(APT)是具有特殊的棒晶结构并具有吸附和胶体载体等功能的一种层链状含水富镁铝硅酸盐黏土矿物。因此，被广泛的应用于生活的各个行业，例如:石油、化工、建材、医药、农业和环保等领域。由于在吸附重金属离子方面具有吸附效果好、成本低、再生简单等优点，成为了吸附法去除水中重金属离子领域的研究热点。
本课题以提高凹凸棒石黏土对重金属离子吸附能力为目的。对凹凸棒石黏土进行不同条件的改性，同时以凹凸棒石黏土为载体，通过溶胶-凝胶法制备凹凸棒石黏土负载纳米TiO2复合吸附剂，比较复合吸附剂和改性凹凸棒石黏土对溶液中重金属离子的吸附能力。
本课题首先研究了酸环境下对凹凸棒石黏土改性，系统的研究了酸浓度、搅拌时间、酸化温度等因素对凹凸棒石黏土吸附重金属离子的影响。其次研究了高温环境下对凹凸棒石黏土改性，系统的研究了焙烧温度、焙烧时间等因素对凹凸棒石黏土吸附重金属离子的影响。在对凹凸棒石黏土改性研究的同时，利用溶胶-凝胶法制备凹凸棒石黏土负载纳米TiO2复合吸附剂。采用FT-IR、XRD、SEM等手段对其表征和分析。并通过分光光度计比较复合吸附剂与改性凹凸棒石黏土对重金属离子的吸附能力。
凹凸棒石黏土负载纳米TiO2复合吸附剂的合成工艺:体积比为钛酸四正丁酯(TBOT)∶无水乙醇(C2H5OH)=1∶5，加入5mL三乙醇胺，在剧烈搅拌下将20mL无水乙醇、5mL去离子水及一定量的硝酸配制为pH约5左右的溶液滴入到溶胶中，加入一定质量的凹凸棒石黏土和少量的聚乙二醇高速搅拌90min，超声波分散60min，除去多余的溶胶，陈化制得凝胶。120℃预处理2h，450℃焙烧2h，得到复合吸附剂A系列;600℃焙烧2h，得到复合吸附剂B系列。
凹凸棒石黏土负载纳米TiO2复合吸附剂吸附性显著高于单一改性的凹凸棒石黏土，其表面颗粒的稳定性、解吸性和重复使用能力等都高于单一改性的凹凸棒石黏土。但是复合吸附剂对不同重金属离子也表现出不同的吸附能力，对Ni2+的吸附可以达到98.65％，而Mn2+为91.83％，但都显著高于天然凹凸棒石黏土，达到吸附平衡状态时，其吸附率分别是天然凹凸棒石黏土的128.95％和114.51％。

    关键词：
    凹凸棒石黏土 纳米二氧化钛 改性方法 重金属离子 吸附性能
    作者：
    王冠
    学位授予单位：
    兰州交通大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    无机化学
    导师姓名：
    李静萍
    学位年度：
    2013
    语种：
    中文
    分类号：
    TQ424 X52:X505
    在线出版日期：
    2013年12月31日