改性濾料的結(jié)構(gòu)材料
發(fā)布時(shí)間：2023-12-22 瀏覽:7次
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改性濾料的結(jié)構(gòu)材料一般是由載體材料和改性劑兩部分組成,分述如下
(1)改性濾料的數(shù)體材料改性濾料載體材料的種類很多,對(duì)于載體材料的選擇,現(xiàn)今應(yīng)用*多的還是硅酸鹽類礦物,如石英砂在水處理領(lǐng)域應(yīng)用歷史*長(zhǎng),使用*廣泛,因此將石英砂作為改性濾料研制中的載體材料較為普遍,其他可作為改性濾料載體材料的硅酸鹽類礦物還有天然沸石、海泡石,凹凸棒石、橄欖石、陶粒、珍珠巖、用石灰石、蒙脫土、硅藻土等。另外,煙煤、褐煤、纖維球、聚乙烯和玻璃珠等也可作為改性濾料的載體材料
①石英砂,石英砂的物理化學(xué)性能符合建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)(C24.1-88),其化學(xué)成分主要是SO,占到90%以上。SO2是原子晶體,其晶格點(diǎn)上排列著原子,原子之間由共價(jià)鍵聯(lián)系著,這種作用力特別強(qiáng),比分子間力強(qiáng)得多,一股具有很高的熔點(diǎn)(1610℃)且很堅(jiān)硬石英砂是一種比較穩(wěn)定的硅酸鹽礦物,石英砂顆粒的外形特征和一些由機(jī)械作用所形成的坑穴為其表面提供了許多表面吸附位,同時(shí)提供了可與吸附劑更好結(jié)合的表面性能。應(yīng)用中為了恢復(fù)其表面性能而對(duì)石英砂進(jìn)行表面性質(zhì)的還原十分重要,實(shí)際操作中,石英砂原礦般會(huì)經(jīng)過水選,分級(jí)、酸浸等工序來去除其表面的薄膜鐵、黏結(jié)及泥性雜質(zhì)礦物、弱磁性雜質(zhì)礦物以便恢復(fù)礦物表面性質(zhì)。許多研究表明,石英砂對(duì)金屬離子的吸附反應(yīng)可以用表面配位模式進(jìn)行擬合,隨著礦物表面離子吸附覆蓋率的改變,金屬離子的結(jié)合形態(tài)將會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,并因礦物表面和水溶液性質(zhì)不同而異,可能會(huì)以單核吸附、多核吸附或表面沉淀等形式出現(xiàn)闡述硅酸鹽礦物表面特性的理論并不成熟,近年來產(chǎn)生的分形理論也是從對(duì)多孔填料的表面粗糙度和微孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究來探討多孔填料微觀特征的方法。實(shí)際應(yīng)用中由于理論的不成熟,只能通過試驗(yàn)的方法來確定水處理材料的性能。石英砂優(yōu)越的表面結(jié)構(gòu)和與改性劑較強(qiáng)的化學(xué)固著力成就了它作為改性濾料載體材料的廣泛應(yīng)用。
②天然沸石天然沸石是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物,具有多孔性篩分性、離子交換性、耐酸性以及對(duì)水優(yōu)越的吸附性能等經(jīng)過預(yù)處理的天然沸石,由于其龐大的表面積、晶體結(jié)構(gòu)的特殊形狀使它對(duì)水中的氟離子具有較高的選擇交換性能,沸石經(jīng)過一定的工藝處理還可以成為性能更強(qiáng),吸附更加專的分子篩。沸石規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)和空間是其他硅酸鹽類礦物所無法比擬的,沸石經(jīng)金屬氧化物活化或鹽浸漬交換后的處理效果有目共睹,在水處理中作為改性濾料載體材料的可選性非常大。
③海泡石,海泡石作為載體材料的應(yīng)用也很廣泛,海泡石是一種纖維形態(tài)的多孔性鎂質(zhì)硅酸鹽,具有極大的潛在比表面積,由兩層砝氧四面體片之間夾一層金屬陽離子組成八面體片構(gòu)成。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式使它具有開闊的層間孔道和較大的比表面積,具有吸附離子海泡石除了含有大量的Mg2+之外,在其鍵間的孔道還分布有少量的K+、Ca2和Na和有機(jī)物的能力,等陽離子,其斷鍵產(chǎn)生的負(fù)電荷也可以吸附陽離子,所以海泡石又具有離子交換的性能,在實(shí)際應(yīng)用中,經(jīng)過活化后的海泡石在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下交換效果更加突出。
④凹凸棒石。凹凸棒石是新開發(fā)的一種含水富鎂硅酸鹽晶體礦物。它具有獨(dú)特的層鏈狀晶體結(jié)構(gòu)和十分細(xì)小的晶體形態(tài),在很多方面表現(xiàn)出非常優(yōu)異的吸附性能,甚至可以達(dá)到分子篩的效果。欒兆坤等人做的改性凹凸棒石氧化膜除氟的試驗(yàn)證明,凹凸棒石在強(qiáng)度和表面吸附位等各方面的性能都非常優(yōu)越。
其他硅酸鹽礦物的應(yīng)用如蒙脫石、珍珠巖、一水軟鋁石、蛇紋石等也有所發(fā)展。它們的結(jié)構(gòu)特性使分子間作用力加強(qiáng)而易于吸附其他物質(zhì),發(fā)揮協(xié)同處理效果。通過研究礦物表面基團(tuán)和表面作用機(jī)理可以比較深入地探討物質(zhì)間的反應(yīng)過程。硅酸鹽類礦物表面分布了較多的表面懸鍵,具有較廣泛的表面吸附位,為極性表面和改性劑提供了結(jié)合空間,也是硅酸鹽類礦物作為載體材料廣泛應(yīng)用的主要原因。
