По сравнению с недостатками плохой термостойкости, плохой радиационной стойкости и высокой стоимости адсорбентов смолы, минеральные материалы из глины Гуанси имеют очевидные преимущества для адсорбентов окружающей среды, такие как дешевые, обильные ресурсы, простота в обращении, высокая прочность и стабильность. В последние годы это исследовательская точка адсорбционных материалов для окружающей среды с огромным потенциалом применения. Стало тенденцией использовать минералы глины Наньнин и материалы для их обработки для борьбы с загрязнением тяжелыми металлами.

1. Экологические функциональные свойства глинистых минералов

Глиняные минералы относятся к некоторым водным филосиликатным минералам, в основном содержащим алюминий и магний, включая бентонит, каолин, вермикулит, сепиолит, иллит, палыгорскит, цеолит, диатомит, аттапульгит и т. Д.

Структура глинистых минералов содержит свободно заменяемые неорганические катионы, а некоторые электроны атомов кислорода подвергаются воздействию на кристаллической поверхности, так что глинистые минералы имеют две диаметрально противоположные способности: хорошие адсорбционные характеристики и способность самоочищения.

Во время образования глинистых минералов изоморфные замены часто происходят в их тетраэдрических или октаэдрических структурах, что приводит к дисбалансу заряда, а из-за разрушения кристаллов атомы кислорода подвергаются воздействию на их поверхности разрушения. Эти свойства делают глиняные минералы. Кристаллическая грань имеет постоянный отрицательный заряд, который притягивает ионы металлов и может производить координацию и объединяться для достижения цели удаления.

В то же время характеристики мелких частиц, ненасыщенных зарядов, огромная удельная площадь поверхности и наличие адсорбированной воды и катионов в межслойном домене определяют идеальные адсорбционные свойства глинистых минералов.

2. Применение глинистых минералов в адсорбции тяжелых металлов

Большое количество исследований показало, что непосредственное использование глинистых минералов (таких как вермикулит, бентонит, сепиолит и др.) или после простой активационной обработки показало хороший адсорбционный эффект на ионы тяжелых металлов.

(1) Бентонит

Поверхность бентонитовых листов имеет постоянные отрицательные заряды, слабую межслойную силу склеивания и сменные катионы. Эта уникальная структура наделяет бентонит отличными катионно-обменными и адсорбционными свойствами. Например, бентонит более эффективен при удалении ионов меди, цинка, хрома и никеля, чем иллит и каолин. Peng Ronghua et al. провели горячую кислотную модификацию исходной почвы бентонита и обнаружили, что при концентрации ионов менее 45 мг/л скорость удаления ионов свинца и кадмия достигает 98%.

(2) Каолин

Слои каолина связаны водородными связями, которые плотно связаны и не имеют обменных катионы. Исходные адсорбционные характеристики не идеальны. Его необходимо модифицировать, чтобы в полной мере использовать адсорбционные характеристики каолина. Ву Пинсяо и др. обнаружили, что модификация каолина гуминовой кислотой может улучшить адсорбционные характеристики трех тяжелых металлов: Cu2 , Cd2 и Cr3.

(3) Сепиолит

Верхний и нижний слои структурной единицы сепиолита расположены в одномерном росте, что делает его волокнистым телом, большой удельной площадью поверхности и обильными порами, демонстрируя хорошие адсорбционные характеристики. После его модификации путем нагрева (выпечки, обжарки), гидротермализации, кислотной обработки и ионного обмена его удельная площадь поверхности увеличивается, ионообменная способность увеличивается, и он имеет более сильную адсорбционную способность.

(4) Вермикулит

Вермикулит очень похож на монтмориллонит по структуре и расположению и имеет большую удельная площадь поверхности и более высокую ионообменную способность. Механизм его адсорбции ионов тяжелых металлов в основном катионный обмен. Го Цзисян и другие обнаружили, что в качестве адсорбента для тяжелых металлов в воде вермикулит имеет преимущества большой удельной площади поверхности, большой адсорбционной способности, легкого веса и лучшего адсорбционного эффекта, чем диатомит и сепиолит.

(5) Диатомовая земля

Диатомитовая оболочка имеет большое количество наноразмерных микропор, расположенных упорядоченным образом. Это натуральный наноматериал и может поглощать примеси, эквивалентные в 3-4 раза своей собственной массе. Природный диатомит обладает адсорбционным действием на Pb2, Cu2, Cd3. Благодаря модификации обработки адсорбционная способность диатомита может быть дополнительно улучшена, а его адсорбционный эффект может быть усилен.