膨潤土基復(fù)合材料在廢水處理中的應(yīng)用大的比表面積、良好的吸附性能和突出的陽離子交換能力等優(yōu)點為膨潤土在污水處理中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。膨潤土及膨潤土基復(fù)合材料用于污水處理吸附劑具有制備方法簡單、去除效果好、化學(xué)穩(wěn)定性高、可再生等優(yōu)點。因此，開發(fā)新型膨潤土基復(fù)合材料并將其應(yīng)用于廢水處理對提高膨潤土應(yīng)用價值，減少廢水排放，和打贏“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”具有十分重要的意義。
1、重金屬離子廢水處理
膨潤土因具有離子交換性和表面硅氧基和鋁氧基等可以吸附重金屬離子，還可以通過活化、改性或者與其他材料復(fù)合等方法進一步提高其吸附性能。新型膨潤土基復(fù)合材料不僅能為重金屬的吸附提供更多的吸附位點，增強重金屬吸附性能，而且能實現(xiàn)負載污染物吸附劑的簡易固液分離。
最新研究進展：
Mohammed采用包覆Fe3O4磁鐵礦納米粒子的天然膨潤土作為吸附劑，從污染水中分離Cu2+，結(jié)果表明，試驗數(shù)據(jù)符合Langmuir模型，當(dāng)pH值為6，吸附劑用量為0.5g，最大吸附量可達到46.948mg/g，該復(fù)合材料不僅具有較強的吸附性能，而且便于固液分離。
王世威研究了聚多巴胺改性膨潤土（PDA-Bentonite）和4-氨基吡啶改性膨潤土（4-AP-Bentonite）對U（VI）的吸附行為，研究發(fā)現(xiàn)：PDA-Bentonite對U（VI）吸附為自發(fā)吸熱的單層化學(xué)吸附，U（VI）的去除率高達93.56%；4-AP-Bentonite對U（VI）吸附也為自發(fā)吸熱的化學(xué)吸附，U（VI）最大吸附容量高達136.43mg/g。
Wang等采用磁性膨潤土-殼聚糖混合珠（BN-CTS）對水中銫離子（Cs+）進行了混合吸附試驗，研究發(fā)現(xiàn)該膨潤土-殼聚糖微球的最大吸附容量為57.1mg/g，吸附原理為離子交換，Cs+與BN-CTS微球中復(fù)合的膨潤土層間的離子進行交換，達到吸附去除水中Cs+的目的，此外該微球且具有良好的選擇性。用MgCl2溶液處理微球，定量解吸Cs+，可使吸附劑循環(huán)使用。
張曉濤等人以天然高分子材料木質(zhì)纖維素和硅酸鹽礦物蒙脫石為原料，采用插層復(fù)合反應(yīng)將蒙脫石與木質(zhì)纖維素復(fù)合，制備出一種新型吸附劑木質(zhì)纖維素/蒙脫土納米復(fù)合材料（LNC/MMT）。LNC/MMT復(fù)合材料在初始濃度為0.005mol/L的Cd2+溶液、pH值為5.6、溫度為55℃、吸附時間為80min的條件下，吸附容量可達到最大值118.45mg/g，吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型，吸附方式主要為單分子層化學(xué)吸附。
Fu等人合成了一種環(huán)保型的玉米芯生物炭基蒙脫土復(fù)合材料（CC-mt），用于Pb（Ⅱ）和一種新型有機污染物（ATE）的單吸附和共吸附。在單一吸附體系中，CC-mt對Pb（Ⅱ）和ATE的最大平衡容量分別為139.78mg/g和86.86mg/g，相比蒙脫石或者玉米芯生物炭的單獨吸附效果有著顯著的提高。
李玉潔等人采用水熱振蕩法制備了膨潤土－殼聚糖復(fù)合吸附材料，從污染水中分離Cu2+，結(jié)果表明，試驗數(shù)據(jù)符合Langmuir和Freundlich模型，在Cu2+初始濃度為50mg/L、pH值為7、吸附溫度為30℃、接觸時間為15min的條件下，膨潤土-殼聚糖復(fù)合吸附劑對Cu2+的去除效率可達95%以上，吸附量可達到20.12mg/g。
劉相廷等人以膨潤土、聚乙烯醇（PVA）、殼聚糖（CS）為原料，采用超聲剝離-自組裝-冷凍干燥法制備了膨潤土納米片基水凝膠，之后進行的Pb2+離子吸附試驗結(jié)果表明，該凝膠吸附鉛離子的最佳pH值范圍為4～5，吸附過程較好的符合擬二級動力學(xué)方程和Langmuir等溫吸附模型，且吸附過程比較容易進行。
2、有機廢水處理
天然膨潤土可通過分子引力作用吸附有機污染物，但吸附能力較差。然而，可通過對膨潤土進行改性或者與其他材料復(fù)合，改變其表面性能和晶層間距，進而增強膨潤土對有機污染物的吸附性能。
最新研究進展：
Neelaveni等采用間歇吸附系統(tǒng)研究了MMt/還原氧化石墨烯復(fù)合材料（MrGO）對羅丹明B（RhB）和Ni2+離子的同時吸附性能，研究發(fā)現(xiàn)：中性條件下，MrGO對Ni2+的最大吸附量為178mg/g，對RhB的最大吸附量為625mg/g，對比GO，MMT的單獨吸附，復(fù)合材料的吸附量明顯增加，且實現(xiàn)了1+1＞2的吸附效果，同時其解吸再吸附效果也較好。
Dai等研究了聚乙烯醇/羥甲基纖維素/GO/膨潤土水凝膠對亞甲基藍對（MB）吸附的性能，研究發(fā)現(xiàn)該水凝膠的最大吸附量達到171.4mg/g（30℃），明顯高于不制備成水凝膠時的83.33mg/g。此外，所制備的水凝膠具有良好的循環(huán)使用性能，是一種處理廢水中陰離子染料的高效吸附劑。
Yang等通過3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）的接枝反應(yīng)，成功地合成了MMT/GO和MMT/rGO復(fù)合材料，亞甲藍（MB）吸附試驗表明，MMT/GO的吸附容量最高，達到了641.1mg/g，5min吸附時間內(nèi)的去除率達到94.3%。吸附機理分析表明，MMT與GO納米片之間的協(xié)同效應(yīng)使得MMT/GO復(fù)合材料表現(xiàn)出高比表面積、高含氧基團和高吸附能力。
Pourjavadi等人將亞甲基雙丙?。∕B）與聚丙烯酰胺接枝共聚為原料，之后引入膨潤土，制備出一種新型的基于樹脂類卡拉膠的高吸水性復(fù)合材料。該材料制備過程中以亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）作為交聯(lián)劑，過硫酸銨（APS）為引發(fā)劑，碳酸鈉為成孔劑，具體合成為亞甲基雙丙?。∕B）與聚丙烯酰胺形成十字交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為膨潤土提供負載基地。之后對制備的材料進行溶脹行為研究和染料吸附行為研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著卡拉膠與膨潤土質(zhì)量比的增加，復(fù)合材料的溶脹能力增大，凝膠含量降低。通過引入碳酸鈉作為造孔劑，水凝膠的溶脹率得到了提高。在適當(dāng)?shù)奈綏l件下，所制備的吸附劑對亞甲基藍的最大吸附量為156.25mg/g，吸附結(jié)果符合Langmuir等溫模型。
Pan等人制備了纖維素/蒙托石介孔復(fù)合微球（ACeMt），以超細碳酸鈣為成孔劑，提高纖維素/蒙脫土介孔復(fù)合微球的孔隙率和比表面積。結(jié)果表明，試驗數(shù)據(jù)符合Langmuir模型，ACemt的最大吸附容量遠高于常規(guī)吸附劑，在溫度為55℃時，特別是對金胺O染料的最大吸附量可達1336.2mg/g。
3、膨潤土基復(fù)合材料在廢水處理中的循環(huán)利用
循環(huán)使用一方面可以降低吸附劑使用成本，提高其使用效率，另一方面也可以負載污染物的吸附劑進行再處理，避免其造成二次污染。
最新研究進展：
湯睿等對CTAB/MB復(fù)合材料進行吸附與解吸試驗，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過5次循環(huán)后，其吸附效率仍然可以達到80%以上。說明了該材料在回收利用循環(huán)過程中具有一定優(yōu)勢，也符合資源循環(huán)再利用的準則。
Neelaveni等進行了MrGO對RhB和Ni2+離子的同時吸附后的解吸與再吸附試驗，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過5次的解吸與再吸附試驗，MrGO仍然存在著較高的吸附效率，同時對于污染物的脫除效率也較高。
Zhou等人研究了將APTES和MnO2與磁性膨潤土相結(jié)合，合成出一種新型磁性氨基官能化共軛吸附劑：膨潤土/CoFe2O4@MnO2-NH2（BCFMNs）。試驗數(shù)據(jù)表明，材料的合成效果好，磁性強，表面積為84.97m2/g，孔隙體積為0.15cm3/g，平均孔徑為7.02nm。吸附試驗結(jié)果顯示該材料對Cd2+的最大吸附效率可達98.88%，符合Langmuir模型，最大吸附量為115.79mg/g。在高濃度陽離子共存的情況下，吸附劑對Cd2+的去除率仍然較高。利用所制備的磁性共軛吸附劑的磁性能，可以對其進行回收利用。
章俊等人利用Al3+離子較易水解聚合的性質(zhì)，合成了原位柱撐改性膨潤土（PMCs），通過單因素試驗探討了PMCs的用量及攪拌時間對養(yǎng)殖廢水的去除效果。試驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)添加3g/50mLPMCs、攪拌時間為60min時，對養(yǎng)殖廢水的處理效果最優(yōu)，此時，COD-cr、總氮、總磷、氨氮的去除率分別為90.27%、90.21%、90.1%、90.5%。
來源：苗毅恒,曹亦俊,彭偉軍,等.膨潤土基復(fù)合材料在廢水處理中的應(yīng)用研究進展[J].礦產(chǎn)保護與利用,2020,40（01）：56-64.
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