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双阳离子复合改性膨润土的吸附性能与构效关系

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双阳离子复合改性膨润土的吸附性能与构效关系V01.322011年8月高等学校化学学报CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNlVERSITIESNo.81825一1831双阳离子复合改性膨润土的吸附性能与构效关系孙洪良1,朱利中2,朱建喜3(1.浙江工商大学化学实验中心,杭州310012;2.浙江大学环境科学系,杭州310028;3.中国科学院广州地球化学研究所,广州510640)摘要用2一巯基乙胺盐酸盐(MEA)与十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)复合改性内蒙钙基膨润土(IMB),制得吸附材料MEA-HDTMA-IMB.X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、差热一热重分析(TG—DTA)和比表面积分析(N:一BET)等表征结果表明,复合改性膨润土的比表面积和层间距显著增大.吸附研究发现,MEA.HDTMA-IMB能同时有效吸附混合水溶液中的有机污染物对硝基苯酚和重金属铜,其对水中有机物的吸附机理以分配作用为主,其吸附能力强于用季铵盐阳离子单一改性的有机膨润土HDTMA-IMB;对水中重金属的吸附主要为络合反应,其吸附能力与用巯基铵阳离子单一改性的膨润土MEA.IMB相当.关键词膨润土;改性;吸附;水处理;有机污染物;重金属中图分类号0643文献标识码A文章编号0251-0790(2011)08一1825-07膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的层状铝硅酸盐粘土矿物,具有特殊的片层结构和较大的比表面积,在水污染控制和治理中具有良好的应用前景¨一3|.膨润土层间无机水合阳离子的可交换性是膨润土改性的结构基础,有机阳离子可经交换定量负载,然后通过与膨润土表面负电荷的库仑引力、表面Si—OH/Al—OH基的氢键以及有机阳离子分子之间的范德华力或疏水作用,牢固柱撑在膨润土层间¨4|.我们曾利用有机胺类络合剂与长碳链季铵盐阳离子表面活性剂复合改性膨润土,同时吸附处理混合水溶液中的重金属离子和有机污染物¨5|.由于所用络合剂为中性有机分子,后者通过季铵盐中长碳链烷基的疏水键合(Hydrophobicanchoring)进入膨润土层间¨4’16J,结合力相对较弱,合成时试剂用量较大而负载量偏低,且络合剂本身容易溶出并对水体造成二次污染.本文选用阳离子络合剂2一巯基乙胺盐酸盐(MEA)与十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)复合改性膨润土,制得了具有特殊结构与性能的新型膨

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