硅藻土助滤剂是有硅藻生物遗骸沉积形成的天然无定形二氧化碳,是由含二氧化硅小球*紧密堆积而成。小球间隙构成纳米级微孔,同时壳体本身具有大孔结构,从而形成丰富的孔结构。由于硅藻土助滤剂具有独特的多孔结构以及强吸附性、耐热性等优异的物化性能,硅藻土被广泛的用作化工、石油、建材等诸多领域的工业原料,用于制备助滤剂、催化载体、吸附剂、绝热材料等产品。
硅藻土助滤剂的作用和应用案例:
1.吸附细菌:诺卡氏菌、啤酒酵母菌
案例①:吸附水中诺卡氏菌,硅藻土对水中的诺克氏菌具有较好的吸附效果。改吸附过程进行得较快,20分钟左右即可达到吸附平衡。在溶液PH值为7-9内都有较好的吸附效果。温度对吸附过程的影响不打,室温条件下操作就行。在诺克氏菌浓度一定的条件下,适量添加硅藻土用量可以提高吸附效果。
案例②:吸附水中啤酒酵母菌。硅藻土对啤酒酵母菌的吸附在20分钟就达到吸附平衡。PH值在7.5时吸附效果*好。在硅藻土用量为20g/l,溶液中啤酒酵母菌质量浓度为40g/l时,硅藻土对其吸附效率为64*,硅藻土吸附啤酒酵母菌的吸附负载量为160mg/g。吸附温度对该吸附过程影响不大,室温下操作即可。
2.吸附重金属及有毒金属离子:铅离子、锌离子、汞离子、铜离子、镉离子 、铬离子
案例①:吸附铅离子。硅藻土对铅离子吸附效率很快,5分钟左右就达到吸附平衡。与酸性条件下的吸附效果相比,PH=6.5时的吸附效果*佳,温度对吸附效果影响不大,吸附过程中吸附剂用量少,对100ml浓度为50mg/l的铅离子溶液,0.4g硅藻土就可以使铅离子去除率达到98*.经过硅藻土二次吸附后,铅离子的去除率达到100*。
案例②:吸附锌离子。硅藻土对锌离子吸附过程很快,10分钟左右即可达到吸附平衡。与酸性条件下的吸附效果相比,PH在中性条件下的吸附效果更佳。温度对吸附效果影响较大。对锌离子质量浓度是9.8mg/l的溶液,硅藻土用量为10g/l时,锌离子的去除率达到99.71*。经硅藻土二次吸附后,锌离子去除率接近100*。
案例③:吸附汞离子。硅藻土对汞离子吸附适宜的条件为L吸附时间为10分钟,PH=6-7。
案例④:吸附铜离子。在铜离子浓度为20mg/l时,提取硅藻土的*佳用量为2-3g/l,吸30分钟后可达到平衡,温度对吸附铜离子去除率的影响不大,PH值是*重要的影响因素,在中性和弱酸性(PH=6.5-7.0)条件下,对铜离子去除效果*佳。提纯硅藻土对铜离子的等温吸附符合Lang-muir吸附模型,该过程为化学吸附。
案例⑤:吸附镉离子。在特定条件下,提高吸附温度、增加溶液的PH值,增大溶液的镉离子的初始溶度、延长吸附时间、提高搅拌速度等,均能不同程度的提高微孔硅藻土对镉离子的吸附量及相应的吸附率。
案例⑥:吸附铬离子。在PH值为1-2,处理时间为25分钟时,去除率可达到70*以上。硅藻土的微孔和比表面是进行吸附的重要部位,其吸附原理主要有微孔吸附、表面配位吸附、离子交换吸附等。
3.吸附燃料:酸性红BR、活性黑K-RB和活性金黄X-G
案例①:天然硅藻土吸附水中燃料酸性红BR。平衡吸附量随着温度的上升增加。吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程,表明主要是物理吸附,且属于多层吸附。
案例②:天然硅藻土吸附水溶液中活性黑K-RB和活性金黄X-G。两种活性燃料的平衡吸附量都随着温度的上升增加,在相同条件下,活性黑的平衡吸附量大于活性金黄,燃料分子的大小。官能团是影响吸附的主要因素。两种燃料的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程 ,表明吸附主要是物理吸附,属多层吸附。
4.吸附有机物:腐植酸、苯酚
案例①:聚二甲基二烯丙基氯化铵改性硅藻土吸附腐植酸。聚二甲基二烯丙基氯化铵和硅藻土的*佳混合质量比是0.03。在20℃PH=6.0的条件下,当改性硅藻土的投加量为0.4g/l、吸附120分钟时,对腐植酸的吸附去除率达83.15*.改性硅藻土对腐植酸的吸附行为符合 Freundlich等温方程。
案例②:聚乙烯亚胺表面改性硅藻土对苯酚吸附。在中性溶液中,改性粉体对水溶液中的苯酚会产生很强的捕集作用,其饱和吸附量可达92mg/g。
工业排放的污水以及固体垃圾渗滤液中阳离子种类繁多,除多种有毒的重金属离子外,还有大量的一般金属离子:碱金属离子、碱土金属离子、过度金属离子和非金属离子等。在硅藻土-多粒子溶液体系中,由于不同例子自身性能的差异,他们会与重金属离子产生竞争吸附作用,从而影响硅藻土对重金属离子的吸附量和吸附速度。另外,溶液中阴离子的类型和数量也会影响到硅藻土对重金属离子的吸附过程和吸附量。