KH-103改性凹土对活性黑染料再生性能的研究(2)

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偶氮染料的生产和使用量是所有染料中最大的，但某些偶氮染料已被证实能够导致人类膀胱癌、脾脏瘤、肝癌和实验动物的核酸异常以及哺乳动物的染色体变异，并且偶氮染料的降解过程中很有可能是通过偶氮还原酶先将偶氮基断裂，生成苯胺类物质，而该类物质的生物致癌、致畸、致突变应更为严重[4]。以往的研究显示，偶氮染料中的棕FK、红2C、酸性黑1和直接蓝2b对实验菌株有直接致突变作用，而偶氮红9和直接黑38对实验菌株无直接致突变作用，但其降解产物对实验菌株的致突变作用显著[5-8]。Oliveira等研究表明偶氮染料分散红1、分散红l3和分散1对HepG2细胞的DNA有显著的损害[9]。

蒽醌染料是仅次于偶氮染料的第二大类染料，由于其分子结构复杂而使其降解非常困难，同时，已有报道显示某些蒽醌染料具有生物毒性，能够致癌、致畸、致突变。Paramaguru 等的研究中指出蒽醌染料中的茜素红S和酸性蓝129是一种具有致癌、致畸效应的难降解染料。Marrs等和Jaskot和Costa的研究显示含有分散蓝180的蒽醌染料混合物以及蒽醌紫染料混合物与染料化工工厂中工人的癌症高发率有关[10、11]。Novotny 等研究发现蒽醌染料对水生生物具有非常显著的致癌致畸作用。Fanchiang和Tseng在研究中也指出了随着蒽醌染料广泛使用，其对生态环境的污染和对人类健康的威胁已日趋增大[12]。Fanchiang和Tseng在研究中也指出了随着蒽醌染料的广泛使用，其对生态环境的污染和对人类健康的威胁已日趋增大[13]。

染料、印染废水由于水质复杂, 色度深, 以及有机污染物含量高, 用常规的物化法及生物处理很难达到目的, 特别是亲水性的活性染料及印染废水, 如活性红等, 废水中染料含量较低的情况下, 色度即可达到几千甚至几万, 而且还含有很多化学助剂, 如尿酸、纯碱、碳酸氢钠、硫酸铵等。

因此染料污水排放时必须经过处理，现如今对于污水处理的方法包括传统和新研发的技术等。其中较传统的处理方法有吸附法、电化学法、化学沉淀法、膜分离法。较新的技术如：纳米技术、光催化法、新型介孔材料和基因工程[14]。而吸附则是处理污水的主要方法，常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂，如硅胶、分子筛、活性氧化铝、天然粘土等。近年来，天然粘土成为研究热点。论文网

1.2 凹土的性质、改性及应用

1.2.1 凹土的性质

凹凸棒粘土(简称凹土)，又称坡缕石，是一种具有独特性能的层链状分子结构的含水富镁的铝硅酸盐矿物，其分子式为Mg5(H2O)4(Si4O10)2(OH)2，有特殊的2:1型结构[15]。凹土因其化学性质稳定、价格低廉、吸附能力强等优点受到了人们的青睐。

1.2.2 凹土改性及应用

凹土具有良好的吸附性能，但天然产出的凹土常不能满足许多应用领域的使用要求，对其进行适当的物理或化学处理，能显著改善其理化性质[16]。常用的改性方法有高温改性、酸改性、有机改性和偶联剂改性。

(1) 高温改性

凹土经高温改性，随着煅烧温度的升高，比表面积先增大后减小，当煅烧温度高于600℃时，由于大量结晶水脱出，使得凹土结构发生变形或导致破坏，降低了其比表面积；当煅烧温度达到1000℃时，凹土晶体将被完全破坏而生成硅酸盐玻璃相，其比表面积迅速减小，吸附性明显降低[17]。

(2) 酸改性

将凹土进行酸化的过程中，不同的pH值对凹土的结构性能的影响也不同，酸化处理会使得凹土的理化性质发生改变，增强活性[18]。采用低浓度盐酸活化时，非吸附性杂质粒间胶结物的分解、纤维束间的解聚是主要的，晶体比表面积的增加使得吸附力大大提高。凹土经不同浓度盐酸处理后，比表面积增加，即使仅使用1.0 mg/L盐酸处理，晶体的比表面积也会增加很多。酸活化条件的确定主要决定于凹土的工业类型、伴生矿物成分及结晶的结晶度。酸的种类、酸的浓度、活化时间、活化温度等因素是影响改性结果的重要因素。