表面活性剂改性的螯合剂有机膨润土对水中有机污染物和重金属的协同吸附研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.comV01．28高等学校化学学报No．82007年8月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSmES1475～1479表面活性剂改性的螯合剂有机膨润土对水中有机污染物和重金属的协同吸附研究孙洪良，朱利中(1．浙江大学环境科学系，杭州310028；2．浙江工商大学环境科学与工程系，杭州310035)摘要采用季铵盐阳离子(CTMA)和有机螯合剂(Am)复合改性膨润土(IMB)，制得一系列螯合剂柱撑膨润土IMB-CTMA-Am．利用X射线衍射(XRD)分析、差热一热重

2、(TG．DTA)分析、比表面积测定(N，．BET)以及元素分析等手段对吸附剂样品进行了表征．结果表明，CTMA和Am已柱撑进入膨润土层间．吸附实验结果表明，IMB—CTMA-Am能同时有效地去除有机污染物对硝基苯酚(PNP)和重金属铅(Pb)，其对水中对硝基苯酚的强吸附能力来源于分配作用的增加和层间距的增大，而与比表面积无关．傅里叶变换红外光谱(FrIR)显示，IMB—CTMA-Am吸附Pb“后的N—H吸收峰向低频方向移动，表明Pb和膨润土层间的Am形成了稳定的配合物．有机螯合剂Am和Pb所形成配合物的稳定性越大，IMB．CT

3、MA．Am对Pb离子的吸附能力也就越强．关键词改性膨润土；协同吸附；季铵盐阳离子；对硝基苯酚；重金属中图分类号0661．1；0643；X131．2文献标识码A文章编号0251-0790《2007)08．1475-05利用膨润土处理和再生废水已成为解决水环境污染的有效途径之一l1]．膨润土是以蒙脱石为主要成分的层状铝硅酸盐，层间可膨胀、阳离子交换容量大(CEC一般为0．8～1．2mol／kg)．由于膨润土表面硅氧结构具有较强的亲水性，层间阳离子易发生水合，且键合能力较弱，对水中污染物的吸附性能较差．通过改变膨润土粘土矿物的表面性

4、质和层间距，能提高其吸附选择性和吸附性能．采用季铵盐阳离子表面活性剂改性的膨润土是有机类污染物比较理想的吸附材料；用金属聚阳离子改性的膨润土对水中重金属等无机污染物具有较好的吸附性能_5J．城镇生活废水和各种工业污水的混合处理导致混合废水中同时含有大量的有机物、重金属和各种其它污染物．因而，研制既能去除有机污染物，又能同时去除重金属等无机污染物的膨润土吸附材料具有重要的应用价值_6J．我们采用溴化十六烷基三甲基铵和有机螯合剂复合改性膨润土，合成了一系列螯合剂柱撑有机膨润土，研究了其吸附水中对硝基苯酚(PNP)和重金属离子(Pb

5、¨)的行为．1实验部分1．1试剂与仪器重金属离子Pb溶液用分析纯硝酸盐配制；十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和对硝基苯酚(PNP)均为分析纯．有机螯合剂乙二胺(En)、三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA)均为上海化学试剂公司产品，分析纯，纯度>97％．实验所用其它试剂均为分析纯或优于分析纯．THZ—C型台式恒温振荡器(江苏太仓实验设备厂)；CarloErba型元素分析仪；13本岛津uV一2450型紫外分光光度计；AA700型原子吸收光谱仪(Perkin—Elmer)；RigakuD／Max一2550PC型x射线衍射

6、仪；Vector22(Bruker，Germany)傅里叶变换红外光谱仪；600型DSC—TGA热分析仪；NOVA2000E比收稿日期：2006-09—11．基金项目：国家自然科学基金(批准号：50378081)、浙江省自然科学基金(批准号：Y504041)和浙江省教育厅科研基金(批准号20041384)资助．联系人简介：孙洪良(1960年出生)，男，博士，副教授，主要从事溶液配位化学和污染控制化学研究．E-mail：sunhongliang@mail．zjgsu．edu．cn维普资讯http://www.cqvip.com高

7、等学校化学学报表面积与孔径分析测定仪．1．2螯合剂柱撑有机膨润土IMB-CTMA-Am的制备将20g干燥、经研磨后过200目筛的内蒙膨润土原土(IMB)置于200mL含10gCTMAB的阳离子表面活性剂溶液中，于室温(25oC)下搅拌24h后，加入200mL含一定配比的一种有机螯合剂Am溶液．继续在25℃下搅拌24h，经离心后将沉淀用去离子水洗涤多次，直到洗出溶液用AgNO，检测无Br一存在为止．将沉淀于60℃下烘干、研磨，过200目筛，在室温下置于干燥器中备用．1．3有机物和重金属吸附实验将0．1g有机膨润土加入到装有40m

8、L的一系列含相同浓度(0～1．5mmol／L)PNP和Pb的混合溶液的50mL碘量瓶中，盖紧塞子，于25℃以150r／min的速度振荡24h，然后以3000r／min速度离心后，取上层清液20mL，置于25mL离心管中，加入1滴0．1mol／LHC1溶液，混匀后分别测定溶液中