蒙脱土的有机改性及其对苯酚的吸附性能.pdf

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1、第32卷第1期陕西科技大学学报Vo1．32No．12O14年2月JournalofShaanxiUniversityofScience&TechnologyFeb．2014文章编号：i000—5811l2014)01—005305蒙脱土的有机改性及其对苯酚的吸附性能赵彦钊，张亚莉，王兰(1．陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安710021；2．陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安710021)摘要：为了改善蒙脱土的界面极性和化学微环境，利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)通过离子交换法对其进行了有机改性．考察了改性剂的加入量、反应时间、反应温度等对改性效果的影响，并

2、用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT—IR)和扫描电子显微镜(SEM)等对样品的结构和形貌进行表征，同时研究了改性蒙脱土对水体中苯酚的吸附性能．结果表明：CTAB进入到蒙脱土层间，蒙脱土的界面环境由亲水疏油型转变为亲油疏水型，对有机物表现出良好的吸附性．当改性剂的加入量为2．4g、反应温度为6O℃、反应时间为1h时，制得的有机蒙脱土对5OmL、质量浓度为50mg·I的苯酚溶液的吸附率达到87．19．关键词：十六烷基三甲基溴化铵；蒙脱土；离子交换；吸附；苯酚；实验验证中图法分类号：o613文献标识码：AOrganicmodificationofmontmorilloni

3、teanditsadsorptiononphenolZHAOYan—zhao，ZHANGYa—li。WANGLan(1．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，ShaanxiUniversityofScience&Technology。Xian710021．China；2．CollegeofLifeScienceandEngineering，ShaanxiUniversityofScience&Technology，Xian710021．China)Abstract：Inordertoimprovetheinterfaceenviro

4、nmentofmontmorillonite，organicmontmo—rillonite(OMMT)waspreparedthroughionexchangemethodusingcetyltrimethylammoni—umbromide(CTAB)．ThestructureandmorphologyofOMMTwerecharacterizedbyXRD，FT-IRandSEM．Atthesametime，theadsorptionofOMMTonphenolwasstudied．There—sultsshowthatcetyltrimethylammoniumbr

5、omidewasintercalatedintothelayersofmont—morillonite，andmontmorillonitetransformedfromhydrophilictohydrophobicity．Itshowimprovedadsorptiontowardpheno1．Whentheamountofmodifieris2．4g、reactiontemper—atureis60℃andreactiontimeis1h，theadsorptionrateofphenolbyOMMTat5OmL，50mg·Linitia1concentrationi

6、ncreasesto87．19．Keywords：cetyltrimethylammoniumbromide；montmorillonite；ionexchange；adsorption；phenol：experimentalvalidation收稿日期：201311-18基金项目：西安市未央区科技局科技计划项目(201209)作者简介：赵彦钊(1964一)，男，河南灵宝人，教授，硕士，研究方向：无机新材料·54·陕西科技大学学报第32卷0引言蒙脱土是由硅氧四面体和铝氧八面体组成的2：1型层状硅酸盐粘土矿物，其结构如图1所示l1]．由于存在Si—o四面体中S．4_被Al抖，

7、以及Al—O八面体中的Al抖被Mg抖、Fe等异价类质同象置换，致使层内负电荷过剩，使蒙脱土晶胞像一个带电的“大阴离子”．这些负电荷通过吸附层间的可交换的阳离子(Na。。、Mg、Ca等)来维持电荷平衡]．因此，蒙脱土具有良好的离子交换性、吸附性和大的比表面积，被广泛应用在缓释控释药物的制备]、水凝胶吸附材料的制备_4]、生物酶的固图1蒙脱土的晶体结构示意图定_5]、分离及催化等方面L6]．然而，天然蒙脱土却不1．2分析测试仪器能很好地满足实际的应用要求．比如，在废水处理中，极强的亲水环境不利于亲油性有机化合物的吸粉末