改性膨润土对阳离子染料中性红的吸附性能研究

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【摘 要】本文研究了用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB） 改性的膨润土对阳离子染料中性红吸附性能，结果表明，改性膨润土对阳离子染料中性红的吸附能力优于钠基膨润土。

【关键词】阳离子染料中性红；有机膨润土；吸附

0 引言

染料与我们的生活息息相关，它的发展使我们的生活得以色彩斑斓，但是，染料工业废水的COD和色度非常，严重影响植物的光合作用，对环境的危害及其严重。目前，处理染料废水的方法有化学混凝法、离子交换法、臭氧氧化法光催化讲解法及吸附法，吸附法处理简便，效率高，不会产生二次污染，应用较为广泛。

用阳离子表面活性剂制成的有机粘土中的烷基有机相具有疏水性质，水分子一般难以存在于这类有机粘土矿物质的层间，而非离子型有机化合物却极易被烷基有机相所吸附， 使这类有机粘土矿物质成为极好的吸附剂。本文以阳离子染料中性红为研究对象，研究了用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB） 阳离子表面活性剂改性的有机膨润土（吸附剂） 对阳离子染料中性红的吸附行为。

1 实验部分

1. 1 仪器和原料

主要实验仪器：真空干燥箱，上海精宏实验设备；BS224S电子天平，德国sartourius；集热式恒温加热磁力搅拌器，郑州汇成科工贸有限公司；SHZ-D（Ⅲ）循环水式真空泵，巩义市予华仪器有限公司； KM快速研磨机，湘潭湘仪仪器有限公司，湘潭仪器仪表厂；UV-754 分光光度计；电子pH计。

主要实验原料：盐酸、氢氧化钠，无水碳酸钠、十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）（均为 AR）、阳离子染料中性红（分析纯）。

1.2 钠基膨润土的制备

采用悬浮液法对膨润土进行钠化改型。取100g的膨润土，加入1000 mL水，浆液浓度为10%，加入4%的钠化剂无水Na2CO3。在温度75 ℃搅拌反应3 h，在105 ℃下烘干，用KM快速研磨机，研磨后过180目筛得到钠基膨润土。此条件下制的的钠基膨润土膨胀容为25.6mL/g，与原土膨胀容5.5 mL/g相比有明显的提高。多次重复此过程，得到足够多的钠基膨润土。

1.3 有机膨润土的制备

称取5.0 g处理过的膨润土于锥形瓶中，加入100 mL去离子水，静置3 h，称取膨润土重量的40%的CTMAB溶于50 mL水中，微热使其完全溶解，然后逐滴滴入到锥形瓶中，搅拌均匀后逐滴加入0.1 mol/L的HCl/NaOH溶液调整pH值为7，继续加热到75 ℃，恒温高速搅拌（速度为500 r/min）反应2 h后，冷却室温后抽滤，用去离子水冲洗至无Br-检出（用w（AgNO3）=0.1%的水溶液检测），于105 ℃下干燥，研磨过180目筛，即得有机化膨润土产物。多次重复此过程，得到足够多的有机膨润土即可。

1.4 测定方法

采用分光光度法，根据吸光度与浓度的关系进行实验测定，测定时选用的波长为530 nm。

2 结果与讨论

2.1 阳离子染料中性红的初始对吸附性能的影响

称取有机膨润土土或钠化膨润土八份各0.05 g置于试管中，分别加入阳离子染料中性红溶液浓度分别是10mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L、70mg/L、80mg/L各50 mL，在电子pH计的调解下，调节pH为7，吸附温度为（30±2） ℃的恒温条件下，密封，振荡30 min后，取上层清液离心15 min测其浓度。

图1 阳离子染料中性红的初始浓度对吸附性能的影响的测定

结果表明：有机改性膨润土对阳离子染料中性红的吸附性能明显由于钠基膨润土。

2.2 pH对改性土吸附性能的影响

配置60mg/L阳离子染料中性红溶液于容量瓶中，然后称取0.05 g改性膨润土与钠化膨润土各7份于试管中，然后各加入已配好的染料溶液50 mL，调节pH分别为1、2、3、4、5、6、7，设定恒温水浴温度为（30±2） ℃，振荡30 min后，取上层清夜离心15 min，用分光光度计测定吸附后溶液的浓度，并计算吸附量。

图2 pH值对改性土吸附性能的影响的测定

结果表明：不同的pH值对有机膨润土吸附阳离子染料中性红影响很大，随着pH的减小，吸附量逐渐增大。

3 结论用CTMAB对膨润土进行改性能增强它对阳离子染料中性红的吸附性能，最大吸附量可达45mg/g，而钠基膨润土对对阳离子染料中性红的最大吸附量只有1.5mg/g。故改性膨润土对阳离子染料中性红的吸附能力优于钠化膨润土，CTMAB改性过的膨润土对阳离子染料中性红去除效果很好，是一种理想的吸附剂。

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