高嶺土環(huán)保礦物材料

　　高嶺土是一種富含高嶺石礦物相的天然礦物，此外還含有埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長石等。高嶺土具有一定的比表面積和吸附性能，經(jīng)改性處理后，內(nèi)部孔道有所改善，可呈現(xiàn)出選擇吸附性能，在廢水處理、重金屬吸附、燃煤處理、光催化等環(huán)境保護治理方面均有良好的應(yīng)用前景。

　　1、改性高嶺土重金屬吸附材料

　　研究表明，800℃煅燒高嶺土的活性增強，酸浸使它的孔道通暢，吸附性能增強。在適宜的條件下對鉻的吸附率達到91.4%，且吸附過程符合吸收動力學(xué)模型。

　　另外，用磷酸、硫酸鹽等無機鹽或含氧化物改性高嶺土處理含鉛、鎘、銅等重金屬離子廢水，也是目前的研究熱點。

　　2、磁化高嶺土重金屬吸附材料

　　黃明等采用共沉淀法制備磁性高嶺土，經(jīng)磁化后，高嶺土比表面積增大，孔容增大，Si、Al元素的含量基本不變，O元素含量有所增加，且出現(xiàn)了Fe、Fe-O和N-H的特征吸收峰，且具有較強磁性，將其用來處理含Cu2+和Pb2+的廢水，吸附率達到98%以上，且易于分離，重復(fù)使用。

　　3、改性高嶺土磷吸附材料

　　吸附法除磷是處理富營養(yǎng)化水體最為廣泛的方法，改性高嶺土對磷具有較好的吸附去除效果，酸改性可通過改變高嶺土的吸附活性點位來提高其對磷的吸附凈化性能，而煅燒可通過活化高嶺石中的鋁來提高其對磷的吸附凈化性能。不同改性處理均能提高高嶺土對磷的吸附性能，但不同改性方法的效果仍存在一定的差異。

　　另外，高嶺石是土壤的組成部分，吸附磷后可作為農(nóng)肥二次利用，在含磷廢水處理領(lǐng)域具有較廣闊的應(yīng)用前景。

　　4、改性高嶺土印染廢水處理材料

　　在印染廢水的脫色方面，常用的經(jīng)濟而又有效的方法是化學(xué)絮凝，傳統(tǒng)的無機絮凝劑對分子量小水溶性好的物質(zhì)去除率較差。金曉英等采用鐵鹽改性高嶺土，使得改性高嶺土的表面層絡(luò)合吸附和層間離子交換吸附作用都顯著增強，且在最適條件下對結(jié)晶紫的最大吸附量可達18mg/g。

　　Mohamed Amine Zenasni等利用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對高嶺土進行改性后吸附剛果紅染料，研究發(fā)現(xiàn)，CTAB改性高嶺土對剛果紅的吸附量約為天然高嶺土的4倍。

　　5、活化煤系高嶺土生活污水處理材料

　　煤系高嶺土經(jīng)焙燒、活化后比表面積和空隙率都大大增加、還生成具有吸附性能等作用的絮凝劑，極大地提高了煤系高嶺土的吸附性能.利用活化煤系高嶺土進行生活污水處理成本低、效益高，達到了以“廢治廢”的效果。

　　6、高嶺土高溫吸附劑

　　高嶺土在高溫下對堿金屬和重金屬具有吸附能力，可以解決煤、生物質(zhì)和垃圾等在燃燒、氣化等過程中產(chǎn)生的結(jié)渣、積灰、腐蝕以及重金屬和超細顆粒物排放等問題。

　　高嶺土在高溫(>700℃)下具有吸附堿金屬蒸氣和重金屬蒸氣的能力，可以作為爐內(nèi)吸附劑高溫脫除重金屬和堿金屬。高嶺土可隨燃料一同進入爐內(nèi)或噴射入爐。金屬蒸氣首先擴散到高嶺土表面，然后與表面發(fā)生化學(xué)吸附，接著吸附分子與表面進一步反應(yīng)，如果表面發(fā)生熔化，反應(yīng)產(chǎn)物還會向高嶺土內(nèi)部進行擴散。其本質(zhì)是通過化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)促進堿金屬和重金屬蒸氣向易捕集的大顆粒遷移。最后被除塵設(shè)備捕集，從而避免積灰、結(jié)渣、高溫腐蝕和生成細顆粒。

　　7、高嶺土空氣污染吸附材料

　　研究表明，在垃圾焚燒污染氣體凈化脫除方面，高嶺土對酸性氣體SO2、NOx、HCl的脫除僅次于活性炭。

　　李麗萍將一定比例的高嶺土和硅藻土經(jīng)過高溫煅燒，再和其它的復(fù)合物混合成型，制備出了一種可以高效吸附甲苯、甲醛、硫化氫氣體的吸附劑，并且該材料還兼具制備用料環(huán)保、價格低廉、工藝簡單的優(yōu)點。

　　8、高嶺土放射性元素吸附材料

　　粘土礦物具有較大的比表面積、多孔結(jié)構(gòu)、吸附性能較好等優(yōu)點，可以作為放射性核廢物的潛在回填材料。趙玉婷等研究發(fā)現(xiàn)，高嶺土對鈾(VI)的吸附性能較好，吸附平衡時間較短，在6h時就達到了平衡，其中pH對高嶺土吸附鈾(VI)的影響較大。

　　9、高嶺土光催化劑載體

　　光催化技術(shù)是最近幾年新興的環(huán)保技術(shù)，高嶺土作為一種天然的納米礦物，有許多優(yōu)良的特性，在光催化方面的應(yīng)用也日益廣泛。

　　郭春芳研究了高嶺土負載ZrO2/ZnO納米復(fù)合粉體對甲基橙的光催化降解行為，當高嶺土與納米復(fù)合粉體的比例為1:1時，高嶺土負載ZrO2/ZnO復(fù)合粉體的光催化性能較好、降解率較高。

　　參考資料：

　　[1] 楊帆,郭振華,梁亞超,等.改性高嶺土的研究及在水處理中的應(yīng)用[J].環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟,2016:46-48.

　　[2] 吳森,秦立攀,張印民.高嶺土的結(jié)構(gòu)特點及其在催化劑方面的研究進展[J].廣州化工,2019,47(18):21-23.

　　[3] 程運,王昕曄,呂文婷,等.高嶺土高溫吸附重金屬和堿金屬的研究進展[J].化工進展,2019,38(8):3852-3865.

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