不同微环境有机蒙脱土的制备及吸附亚甲基蓝的研究.pdf

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1、第35卷第1期西华师范大学学报(自然科学版)2014年3月Vol_35No．1JournalofChinaWestNormalUniversity(NaturalSciences)Mar．2014文章编号：1673-5072(2014)O1—0021-07不同微环境有机蒙脱土的制备及吸附亚甲基蓝的研究范红伟，周丽梅，蒋晓慧，黄强，郎文成(西华师范大学化学化工学院，化学合成与污染控制I~tJJJ省重点实验室，四川南充637009)摘要：合成了一系列带不同官能团的表面活性剂并用其修饰蒙脱土(MMT)．通过x射线衍射(XRD)和热重分析(TG)对所修饰的蒙脱土进行了表征，结果

2、表明：成功地制备出了3种不同微环境的有机蒙脱土：胺基有机蒙脱土(MMT一12一N(CH，)：)、羟基有机蒙脱土(MMT-12-OH)和甲基有机蒙脱土(MMT一12-CH3)．研究比较了溶液pH、接触时间和染料浓度对3种不同微环境的有机蒙脱土吸附亚甲基蓝(MB)的影响．结果表明：MMT一12一CH的吸附量大且受pH影响最小，MMT一12一N(CH，)和MMT一12一OH分别在5-9和5—8的pH范围也都有较好的吸附效果，吸附MB的动力学曲线都遵从假二级动力学模型，吸附等温线符合Langmuir模型，相同条件下，其吸附量大小依次为MMT一12一CH3>MMT一12一OH>M

3、MT一12一N(CH3)2．关键词：表面活性剂；有机蒙脱土；不同微环境；亚甲基蓝；吸附中图分类号：0647．314文献标识码：A近年来随着我国纺织、印染工业迅速发展，染料废水排放日益增多．印染废水有机物含量高、色度深、可生化性差、排放量大、水质复杂，染料的降解产物多为联苯胺类等一些致癌的芳香类化合物，会严重影响人体健康，已成为难以治理的工业废水之一．目前，印染废水处理方法有生物处理法、化学氧化法、絮凝沉淀法、吸附法、光催化降解法等，吸附法因不会引入新的污染物，能耗较低且能从废水中富集分离有机污染物，因而受到广泛关注．吸附后，废弃蒙脱土中的有机污染物可以通过土壤中微生物或

4、植物等吸收分解，也可用于土地填埋的防渗材料和固定污染物．蒙脱石是膨润土的主要矿物成分．蒙脱石由于矿产丰富、价格低廉，且具有吸水膨胀性、比表面积大、离子交换能力强和良好的吸附性能，在国外环保领域中的应用较为广泛．蒙脱土在工业上应用范围很广，例如清除废水中的污染物、有毒物质的吸附剂、催化剂、涂层剂等，被人们誉为“万能材料”．蒙脱土属单斜晶系，是2：1型含结晶水的层状铝硅酸盐矿物，两层硅氧四面体中夹着一层铝氧八面体．由于蒙脱土带负电，为保持电中性，必然从分散介质中吸附等电量的阳离子．这些被吸附的阳离子，可以被分散在介质中的其它阳离子取代，因此称之为交换性阳离子．它是衡量蒙脱土

5、性能的一个重要指标，单位用mmol／lO0g土．而且，天然蒙脱土中表面硅氧结构具有极强的亲水性，对疏水性有机污染物的吸附性能力变差，需要对其进行改性，从而使改性剂成为影响膨润土吸附性能的一个重要因素．表面活性剂是最常见的改性剂，表面活性剂分子作为两亲分子，具有既亲水又亲油的两亲性质．本文将3种带不同官能团季铵盐表面活性剂作为改性剂改性蒙脱土，制备出一系列具有不同微环境的有机蒙脱土．利用亚甲基蓝溶液模拟印染废水，研究了不同微环境的有机蒙脱土对印染废水中亚甲基蓝的吸附过程，比较了吸附亚甲基蓝的性能，并从动力学角度探讨其吸附机理，此研究对进一步丰富蒙脱土插层机收稿日期：201

6、3—10—14基金项目：国家自然科学基金项目(21303139)；四川省教育厅重点项目(1IZA035)；四川省化学合成与污染控制重点实验室开放项目(CSPC2010—3)作者简介：范红伟(1985一)，女，湖南常德人，西华师范大学化学化工学院硕士研究生，主要从事有机催化研究．通讯作者：周丽梅(1977一)，女，四川德阳人，西华师范大学化学化工学院副教授，主要从事有机催化研究．22西华师范大学学报(自然科学版)2014年理和拓展蒙脱土的应用有指导意义．为有机蒙脱土印染废水在处理中的应用提供一定的理论参考．1材料与方法，、一剂有限公司；蒙脱土(MMT)购于(天津)化学有限

7、公司，阳CIHuICIH33离子交换容量(CEC)是88mmol／100g·图1亚甲基蓝(MB)的分子结构1．2实验方法Fig．1estructuresofmethyleneblue(MB)1．2．1表面活性剂的合成参照文献’报道的方法合成了带胺基、羟基和烷基的季铵盐表面活性剂1，2，3结构如图2所示：＼N、HOv"~Ill23图2带不同官能团的季铵盐表面活性剂Fig．2Quaternary．ammoniumsurfaetantwithdifferentgroups1．2．2有机蒙脱土的合成通过离子交换的方法制备有机蒙脱土．在100mL3