有机改性蛭石复合物对酚类污染物的吸附

摘要

选择典型的黏土矿物蛭石作为原料,通过酸化提纯和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)插层改性,成功制备了有机蛭石复合物,以典型酚类化合物2, 4-二氯苯酚(2, 4-DCP)作为目标污染物,探索有机蛭石复合物对2, 4-DCP的吸附去除效果、影响因素和去除机制.结果表明,盐酸酸化提纯后的蛭石经两倍阳离子交换容量的CTAC插层改性后,层间域明显增大.相比于原土蛭石,改性后的有机蛭石复合物可显著提升对水溶液中2, 4-DCP的吸附去除效率.对于100 mg/L的2, 4-DCP溶液,当有机改性蛭石复合物用量为0.27 g/L时,在5 min内对2, 4-DCP的去除率可达95.84%,对应吸附容量为119.80 mg/g.在溶液pH为2～7、温度为30～80℃条件下,较低的pH和温度有利于有机改性蛭石复合物对2, 4-DCP的吸附去除.拟合的吸附等温曲线符合Sips isotherm模型,表明有机改性蛭石复合物吸附2, 4-DCP的过程以单分子层均匀吸附为主.吸附动力学过程符合准二级动力学模型,表明吸附机制以化学吸附为主.通过分析有机改性蛭石复合物和2, 4-DCP的性质,推测CTAC改性可增加蛭石复合物表面的正电荷并降低亲水性,从而显著增加对2, 4-DCP的接触几率,接触后可能通过化学基团间的电中和作用实现对2, 4-DCP的去除.

关键词

蛭石 / 酸化提纯 / 有机改性 / 十六烷基三甲基氯化铵 / 吸附去除

基金资助

国家自然科学基金项目(42302039); 甘肃省黏土矿物重点实验室开放课题项目(CMAR-2024-03); 陕西省博士后项目(2024BSHEDZZ025); 江西省自然科学基金项目(20242BAB20108)