摘要：为高效、经济及绿色地处理难降解有机废水,设想引入极性诱导效应,提高季铵盐表面活性剂对膨润土的功能改性效率,从而获得性能更优的改性膨润土材料,用于对难降解有机废水的吸附处理。设计一种“来源便利”的极性诱导季铵盐表面活性剂(3-氯-2-羟丙基十二烷基二甲基氯化铵,C12-CHDMAC),制备新型改性膨润土材料,即C12-改性膨润土。结果表明:①所得C12-改性膨润土所含表面活性剂关键元素C、H、N含量分别为23.51%、5.72%和2.65%,远高于常规类似结构季铵盐表面活性剂改性膨润土所含对应元素含量(分别为14.56%、3.99%和1.58%),成功获得了功能改性率更高的改性膨润土材料。②以吸附有机染料废水为例,考察C12-改性膨润土作为吸附剂吸附处理难降解有机废水的能力,其吸附容量为活性炭的203.21倍,具有较强的吸附净水能力。③通过系列化吸附动力学、吸附热力学和现代仪器分析技术,深入探究了C12-改性膨润土吸附处理难降解有机废水的作用行为,提出了相关作用机制的理论解释。④制备过程中产生的剩余滤液,具备直接回收重复利用或直接功能化使用的特性,以此可提高原料利用率,并杜绝生产废液的“二次污染”,因而所设计的制备工艺具有经济高效、绿色环保的优势。研究显示,C12-改性膨润土可以高效、经济及绿色地吸附处理难降解有机废水,应用前景良好。

摘要：为解决现有水处理工艺中工序单元复杂、综合应用成本较高的问题,设计将絮凝和吸附功效协同聚集于同一应用单元和物质体系,深入构建絮凝-吸附功能高效协同的新型复合净水材料(MC-PDAC).结果表明,MC-PDAC用于处理印染废水时,除发挥常规的絮凝和吸附功能外,其中的絮凝剂组分(或其絮体沉淀)与吸附剂组分骨架进一步产生了新的异相缔合作用,突破了现有絮凝剂与吸附剂复配应用时发挥各自独立作用的常规机制,致其展现出系列化应用优势.首先,MC-PDAC在极宽的用量范围(50~230 mg·L^(-1))内,均实现了对水中染料的高效去除,去除率为92.94%~99.38%,净水效能高且应用稳定性强;其次,MC-PDAC在1 min内对水中染料的去除率可达97.85%,净水速率快,为类似絮凝剂产品的4.21倍;再次,MC-PDAC适用于与其他无机絮凝剂及助凝剂等进行多元组合作用,实现絮体快速沉降,致使30 min内水质的浊度值低于5 NTU,达到优级水质排放指标;此外,通过处理90 kg级染料废水的模拟放大试验,进一步证实了MC-PDAC复合净水材料具有面向实际工程化应用的可行性.因此,本次研究从“材料设计”的源头,解决了实际应用中将絮凝和吸附功效集于一体的宏观问题,实现了对印染废水更为高效、更为稳定、更为快速及更为经济的净化.