论文部分内容阅读
本文采用两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和十八烷基二甲基甜菜碱对膨润土按不同比例进行修饰,制得两性修饰膨润土(BS-Bt),研究其在不同修饰比例、温度、离子强度和pH时,对苯酚和Cd2+在单一、复合处理下的平衡吸附量和动力学特征,从动力学角度探讨两性修饰膨润土对有机物、重金属的吸附机理。得以下结论:1.BS-Bt对苯酚的吸附速度很快,在120min内达到平衡。Lagergren二级动力学模型能很好地拟合实验数据。BS-12、BS-18修饰土对苯酚吸附的平衡吸附量和吸附速度明显高于原土,并随两类修饰剂修饰比例的增加而增大。BS-Bt对苯酚的吸附反应达到平衡的时间较短;高离子强度有利于苯酚吸附;pH在48内,pH升高对苯酚的吸附有促进作用,pH超过8时,BS-Bt对苯酚的吸附量迅速下降。2.原土和修饰土对Cd2+的吸附速度较快,快速反应向慢速反应的转折时间基本在20min内,两性修饰膨润土对Cd2+的动力学吸附符合Lagergren二级动力学模型。吸附速率总体上随两性修饰比例的增大而增大,吸附速率和初始反应速率显著相关;不同温度下吸附速率的大小顺序为40℃<30℃<20℃;高离子强度不利于Cd2+的吸附;溶液pH在48范围内,吸附速率基本随pH的增大而加快。3.溶液中苯酚和Cd2+共存时,BS-Bt对他们的吸附都遵循Lagergren二级动力学吸附方程,吸附反应在较短时间内达到平衡。复合溶液中,BS-12修饰土对苯酚的吸附速率随修饰比例的增加而增大,而BS-18修饰土在修饰比例不同时吸附速率变化不明显,和单一处理时比较,两类土对苯酚的吸附速率均有明显提高;离子强度为0.1mol·L-1时,升温会提高BS-12修饰土对苯酚的吸附速率,而降低BS-18修饰土对苯酚的吸附速率;同一温度下,离子强度对苯酚吸附影响不大。Cd2+的存在对苯酚的吸附有一定的促进作用。4.复配溶液中,BS-12和BS-18修饰土对Cd2+的吸附速率均随修饰比例的增大而增大;20℃下, BS-12和BS-18修饰土对Cd2+的吸附速率随离子强度的变化为0.5mol·L-1<0.1mol·L-1<0.01mol·L-1。苯酚的存在对Cd2+的吸附有一定的阻碍作用。根据不同条件下,苯酚、Cd2+的吸附量、吸附速度、转折时间的不同变化趋势得出,膨润土原土对苯酚的吸附主要是通过苯酚上的-OH基与膨润土的O形成氢键结合,吸附过程为化学作用,需能大,反应较难,速度较慢;原土因表面有大量的负电荷通过离子交换吸附,对Cd2+作用强,吸附量大,速度快。修饰土对苯酚的吸附主要是修饰剂的碳链在膨润土表面形成有机相,主要通过分配作用吸附苯酚;两性修饰后占据一定的正电荷吸附位点,并形成疏水相对Cd2+的吸附有一定的阻碍作用,但是修饰剂的羟基和胺基与Cd2+形成络合键,又利于Cd2+的吸附。