利用海藻酸钠和氯化钙成球原理，包埋制备有机凹凸棒土颗粒(GOAT)吸附剂，通过SEM图、FT-IR分析、XRD分析、孔径及比表面积分析、EDS能谱分析等进行微观结构表征，通过批量实验考察了制备的新型凹凸棒土颗粒吸附剂对水体中天然有机质单宁酸、腐殖酸的吸附行为，研究了天然有机质对新型凹凸棒土颗粒吸附剂吸附微污染水体中氯酚类异味物质的影响，探讨了凹凸棒土颗粒吸附剂的脱附再生和凹凸棒土吸附柱行为，主要结论如下:
(1)凹凸棒土颗粒吸附剂的最佳制备条件为:交联时间为9h，氯化钙浓度3％，凹凸棒土与海藻酸钠配比5∶1（质量比）。SEM图表明海藻酸钠包埋法对凹凸棒土的内部结构改变较大，包埋后的凹凸棒土内部晶体结构受到影响。XRD分析也显示包埋过程对凹凸棒土的晶体结构造成一定的破坏。FT-IR分析表明有机改性对凹凸棒土表面起到了良好的修饰作用;GOAT与POAT相比，3610～3434cm-1范围内的羟基特征峰的强度增大，主要可归因于包埋剂海藻酸钠上的羟基;而2962.1 cm-1、2815.6cm-1新增明显的C-H键（-CH2，-CH3）伸缩振动吸收峰没有发生明显变化，说明POAT表面的有机改性剂在包埋过程中稳定性良好，包埋过程对POAT的内部基团没有明显影响。颗粒吸附剂的酸碱稳定性实验表明:随着pH的增加，颗粒吸附剂的散失率下降，pH小于7时下降较为明显，大于7后，下降趋势平衡。GOAT和POAT对200mg/L单宁酸的平衡吸附量分别为142mg/g、148mg/g，颗粒吸附剂的吸附容量稍小于粉体吸附剂，说明包埋过程对凹凸棒土的吸附容量影响不大，此包埋方法可行。
(2)凹凸棒土颗粒吸附剂GOAT对单宁酸和腐殖酸的吸附行为都更符合准二级吸附动力学方程。Freundlich吸附等温方程能更好的描述GOAT对单宁酸、腐殖酸的吸附。pH从2增加到6时，单宁酸的平衡吸附量随pH的增加而增加，而当pH超过6时开始下降，在pH为6-10的过程中平衡吸附量下降比较明显;pH为6左右时吸附效果最好。GOAT对腐植酸的吸附量随着溶液pH的增大而降低。溶液中三种无机盐的存在均促进颗粒吸附剂对单宁酸、腐植酸的吸附。在无机盐离子存在下，GOAT对单宁酸吸附量增加约23％，对腐植酸的吸附量增加约10％。
(3)GOAT在单宁酸存在下对100mg/L的4-氯苯酚溶液的平衡吸附量在1mg/g左右，而在无单宁酸存在条件下吸附4-氯苯酚在相同浓度的吸附量达到15mg/g。GOAT对单宁酸的吸附量随着4-氯苯酚浓度的增加而减少。在单宁酸和4-氯苯酚同时存在下，单宁酸和4-氯苯酚存在竞争吸附，且优先吸附单宁酸，单宁酸对抑制GOAT吸附4-氯苯酚较为明显。未预负载单宁酸和预负载单宁酸后的GOAT对4-氯苯酚的吸附行为均更符合Freundlich方程。
(4)脱附实验表明，采用NaOH可以对吸附了单宁酸之后的GOAT实现有效脱附，而且如果增加NaOH浓度，GOAT的脱附率也会在一定程度上有所增加，在NaOH浓度达到6mol/L之前，GOAT的脱附率增长较快，在NaOH浓度达到6mol/L后，GOAT脱附率增长缓慢，趋于稳定。乙醇的脱附效果远低于NaOH对GOAT的脱附效果，随着温度的升高，乙醇和NaOH对GOAT的脱附率都有一定的提高。GOAT使用NaOH溶液脱附中，4次脱附率基本稳定在80％左右，GOAT在吸附单宁酸后利用NaOH溶液脱附后可以重复利用。
(5)GOAT对单宁酸的动态柱吸附实验表明在流速(2BV/h)不变的情况下，两种浓度的单宁酸初始阶段出水浓度上升幅度均较大，穿透时间随着进水浓度的升高而提前，50mg/L浓度下穿透点在1h左右，而100mg/L浓度的穿透点在42min左右。在单宁酸浓度为50mg/L情况下，流速为2BV/h时，单宁酸在1h左右发生穿透，在1.5h左右达到吸附饱和平衡;流速为4BV/h时，单宁酸在48min左右发生穿透，在1h左右达到吸附饱和平衡。

    关键词：
    有机凹凸棒土颗粒吸附剂 制备工艺 微观结构 微污染水体 吸附性能
    作者：
    于年吉
    学位授予单位：
    南京工业大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    水污染控制
    导师姓名：
    王海玲
    学位年度：
    2015
    语种：
    中文
    分类号：
    TQ424