二氧化锰改性硅藻土基多孔陶瓷吸附过滤性能研究

摘要

如何处理含固体颗粒的重金属废水，类似含萃取界面污物的核后处理废水，一直是具有挑战性的问题．本研究旨在以二氧化锰改性硅藻土为原料，泡沫浸渍工艺牺牲模板法制备多孔陶瓷用于吸附过滤处理含固体颗粒的重金属废水．实验中以共沉淀法和水热法制备锰改性硅藻土，结果表明其对Zn²⁺吸附能力均有一定提升．而对比不同的改性方法后发现，高锰酸钾水热法对硅藻土的改性效果最为显著，对Zn²⁺的吸附量达到24.3 mg/g，比原硅藻土提高了32.50%．在此基础上，采用泡沫浸渍工艺牺牲模板法烧结改性硅藻土，制备出具有吸附和过滤功能的多孔陶瓷．循环流动吸附过滤装置测试改性前后硅藻土基多孔陶瓷处理含Zn²⁺和含碳颗粒的料液，结果发现对质量浓度为10 mg/L的Zn²⁺的去除率分别为59.72%和71.23%，对固含量为2 g/L的含碳颗粒的去除率分别为97.16%和99.74%．通过压汞仪（MIP）和X射线显微CT（XMT）分析改性前后硅藻土块的孔隙结构，发现直径小于30μm的小孔数量增加了155.50%，平均孔径由1 084.98 nm下降至880.02 nm，同时孔隙率由65.90%下降至56.02%．通过对改性前后多孔陶瓷的1 500个切面扫描，发现其面孔隙率有所下降，陶瓷致密性上升．同时，改性使多孔陶瓷块内部孔道的迂曲度从6.334提高到9.606．改性工艺有效地改善了硅藻土基多孔陶瓷的孔隙结构，提升了吸附过滤性能．

关键词

硅藻土改性 / 多孔陶瓷 / 过滤 / 吸附