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硅藻土的作用与功效（硅藻土在膜系统中的运用）

2024-11-02 19:01:52

硅藻土

硅藻土是一种硅质岩石，主要分布在中国、美国、日本、丹麦、法国、罗马尼亚等国。是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。其化学成分以SiO2为主，可用SiO2·nH2O表示，矿物成分为蛋白石及其变种。我国硅藻土储量3.2亿吨，远景储量达20多亿吨，主要集中在华东及东北地区，其中规模较大，储量较多的有吉林、浙江、云南、山东、四川等省。

化学成分

硅藻土的化学成分主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等和有机质。

物理特性

硅藻土的密度1.9—2.3g/cm3，堆密度0.34—0.65g/cm3，比表面积40—65m2/g，孔体积0.45—0.98cm³/g，吸水率是自身体积的2—4倍，熔点1650℃—1750℃，在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造。

原矿性质

含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。SiO2通常占80%以上，最高可达94%。优质硅藻土的氧化铁含量一般为1~1.5%，氧化铝含量为3~6%。硅藻土的矿物成份主要是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物—水云母、高岭石和矿物碎屑。矿物碎屑有石英、长石、黑云母及有机质等。有机物含量从微量到30%以上。硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等，有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的性质。硅藻土的氧化硅多数是非晶体，碱中可溶性硅酸含量为50~80%。非晶型SiO2加热到800~1000°C时变为晶型，碱中可溶性硅酸可减少到20~30%。

硅藻土具有巨大的比表面积，并且颗粒中含有大量硅羟基，硅羟基在水溶液中会解离出H+，从而使硅藻土的表面带有较强的负电荷，是一种性能优良的吸附剂。

为进一步提高硅藻土的吸附性能，大量研究人员对其进行了一系列的改性工作，改性硅藻土可用于处理生活污水、含重金属离子废水、造纸废水与印染废水等。

采用表面交联法合成的锆改性硅藻土，对磷的吸附量高于纯氧化锆吸附剂，对磷浓度为2mg/L的富营养化湖水，锆改性硅藻土投加量大于1.25g/L时，反应后水体中磷浓度即可满足《地表水环境质量标准》规定的湖库Ⅲ类标准。用过渡金属(Fe、Cu、Zn)改性硅藻土，当Fe的添加量为7%时，氨氮吸附量为1.18mg/g，氨氮去除率为未改性硅藻土的2.19倍。

有机污染物是环境领域中最复杂的一类污染物，它会对人体健康和动植物的生长造成威胁，破坏生态平衡，干扰生态系统。可通过在硅藻土表面负载例如活性炭、分子筛、MOF、金属氧化物等活性组分，调节硅藻土表面的正负电性，改善与吸附质间的界面作用，去除水体中的各种有机染料分子、污染油类、垃圾渗滤液和其他有机废水等。