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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

我国凹凸棒石粘土矿矿产资源丰富，价格低廉，经过改性后的凹凸棒土性能明显改善，针对不同的应用方面采用不同的改性方法和改性剂可获得不同的应用效果，例如此次试验对以后污水等处理有着很好的作用，研究后能优化配比方案，优化改性方法，使得在应用中可以更好的发挥作用，比如外在条件的影响（光，热等）。另外更深切的研究了水凝胶的结构性能的变化，为以后的深入研究做了铺垫。因此，此次试验和开发凹凸棒土的改性方法合技术是很有意义的！

国内外研究现状

近年来国内外许多团队都在研究凹凸棒土与水凝胶在污水，生活等方面的应用。谢伟芳等人研究利用Keggin离子改性凹凸棒土水凝胶吸附重金属，研究结果显示：当投加量达到2.5mg/L时,Pb² 的吸附量达到饱和；不同的pH值对Pb² 的吸附性能影响显著,改性凹凸棒土水凝胶对Pb² 的吸附效果明显强于凹凸棒原土;混合重金属溶液中凹凸棒土水凝胶对Cd2 的吸附相对强于Pb² 。石万里等人研究了酸改性凹凸棒土水凝胶对含铜废水的吸附性能、吸附过程、吸附热力学、吸附动力学及影响因素。研究结果显示,酸改性能活化凹凸棒土水凝胶,显著提高其吸附性能，凹凸棒土水凝胶对铜离子的吸附符合一级动力学方程(R~2为0.929)与Redlich-Peterson等温吸附方程(R~2为0.984),表明凹凸棒土水凝胶的吸附过程属于物理吸附,且随着铜离子初始浓度的提高,凹凸棒土水凝胶的吸附容量也随之增大。颜子皓，任珺等人以凹凸棒粘土复合水凝胶为基础材料进行碱改性制备土壤重金属钝化材料,进行钝化实验对土壤中重金属Cu、Zn的酸溶态含量进行测量。结果表明:凹凸棒粘土水凝胶与生石灰的质量比为3∶1、搅拌时间为72h时凹凸棒粘土对土壤中Cu的钝化容量最大。Yingming Xu等人研究凹凸棒土对不同水质污染的cd污染土壤修复。结论：连续浸水是利用palygorskite进行土壤Cd稳定化处理的有效方法。土壤酶活性的增加和微生物数量的增加证明palygorskite应用后的生态功能恢复。Karla M. A等人对从Piaui /Brazil的凹凸棒土的选矿和工艺鉴定，作为重金属的吸附剂进行了研究。结果显示凹凸棒土(Mg,Al)5Si8O20(OH)2(OH2)4.4H2O，是一种具有纤维形态的层状矿物。该结构的微孔和沟渠对各种物种具有较高的比表面积和吸附能力。采用XRD、XRF、CEC、Zeta电位、SEM、TG/DTG等方法，对PANM进行了一种新的湿筛分法，获得了一种更纯的(20 m) (PANMP)，该矿物可作为重金属的吸附剂。M. I. Erkenova等人凹凸棒土粘土、肥料和石灰对实验室试验条件下低营养泥炭土中油品降解的影响。研究发现，在实验条件下，未改性和改性的粘土对细菌复合物没有毒性作用，相比于无粘土添加的实验处理，其在低营养泥炭土壤中的生物降解效率没有提高。凹凸棒土粘土在实验条件下对油品生物降解率无正效应。Sana Ghrab等人对萜类化合物的吸附作用在有机凹凸棒土上进行了研究（研究用粘土合成杀虫剂配方）。结果表明，生粘土具有纤维状结构，含杂质基本方解石。这些结构和物理化学性质的原始的凹凸棒土和有机凹凸棒土给它的潜在的材料吸附剂。结果表明，吸附能力强的依赖于萜类化合物与有机阳离子之间的亲和关系，而非有机凹凸棒土的层间距离。Karla M. A等人对从Piaui /Brazil的凹凸棒土的选矿和工艺鉴定，作为重金属的吸附剂进行了研究。结果显示凹凸棒土(Mg,Al)5Si8O20(OH)2(OH2)4.4H2O，是一种具有纤维形态的层状矿物。该结构的微孔和沟渠对各种物种具有较高的比表面积和吸附能力。采用XRD、XRF、CEC、Zeta电位、SEM、TG/DTG等方法，对PANM进行了一种新的湿筛分法，获得了一种更纯的(20 m) (PANMP)，该矿物可作为重金属的吸附剂。 张国荣等人以过硫酸钾、亚甲基双丙烯酰胺分别为引发剂和交联剂,制备了一种水基凝胶灭火剂,并对灭火剂的稳定性、吸水性、灭火性能等指标进行了测试,得到了凝胶吸水倍率最高,且在耐盐性、保水性方面都明显高于其它条件下的凝胶王哲等人研究了 水凝胶纳米颗粒对溶菌酶的亲和作用，研究结果表明当优化单体比例为Aac 20%,t BAM 40%,NIPAm 38%,Bis 2%时,NPs吸附性能最佳;NPs粒径从386.20nm减小至77.25 nm,其吸附性能逐渐增大。利用NPs温敏性可实现对溶菌酶的脱附,具有良好重复利用性。

2. 研究的基本内容

（1）光和温度响应性石墨烯改性pnipam复合水凝胶的制备工艺优化。

（2）利用微观测试方法研究不同浓度凹凸土掺杂pnipam水凝胶的组织结构分析。

（3）研究改性前后pnipam复合水凝胶的力学性能以及掺杂成分对pnipam基水凝胶吸附性能的影响。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

利用改性后的凹凸棒土与水凝胶进行复合，在制备的样品上进行测试。测试改性后的凹凸棒凸的xrd,sem,拍摄其晶相，利用水浴锅测试其热敏感性，再测试其对重离子的吸附作用等。

4. 参考文献

1、谢伟芳,阮小燕,程婷.keggin离子改性凹凸棒土对重金属的吸附研究[j].信息记录材料,2018,19(05):231-233.

2、石万里,赵泽华,叶飞,许元顺.酸改性凹凸棒土处理含铜废水的试验研究[j].环境工程技术学报,2018,8(02):169-175.

3、颜子皓,任珺,汪孔泉,闫洁,陶玲.碱改性凹凸棒基重金属钝化材料的制备与功能[j].黑龙江农业科学,2017(12):41-44.