以殼聚糖和十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為改性劑,制備了復合改性膨潤土,并利用傅里葉紅外光譜儀（FTIR）和X射線衍射（XRD）對其進行表征,研究了該改性膨潤土對活性紅X-3B的吸附效果.結果表明:殼聚糖能插入CTAB改性膨潤土層間;當復合改性膨潤土投加量為5 g·L^-1,pH為3時,其對活性紅X-3B的去除率可達99.15%;吸附過程符合擬二級動力學方程;吸附行為適于用Langmuir吸附等溫方程描述.由吸附熱力學方程計算得到,吸附焓變ΔH<0,吸附自由能變ΔG<0,吸附熵變ΔS<0,表明吸附為放熱和熵減少的自發(fā)過程.復合改性膨潤土穩(wěn)定性受攪拌時間和溫度的影響不明顯,pH較低（pH<3）時穩(wěn)定性會降低.通過Zeta電位分析認為,靜電作用為吸附的主要機理.經過6次吸附/再生后,改性膨潤土對活性紅X-3B的去除率仍在60%以上,表明復合改性膨潤土具有較好的重復利用性.研究表明,該復合改性膨潤土是一種對水體中活性紅X-3B具有良好吸附能力的吸附劑. 

【文章來源】：環(huán)境科學學報. 2017,37(02)北大核心CSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

膨潤土與改性膨潤土的XＲD圖譜

2期孫志勇等:殼聚糖/CTAB復合改性膨潤土對活性紅X-3B的吸附為1．245、1．412和1．718nm．經CTAB改性后，膨潤土層間距由原土的1．245nm增大為1．412nm，說明CTAB進入膨潤土層間，使層間距增大．繼續(xù)經殼聚糖改性后，層間距進一步增大為1．718nm，說明殼聚糖進入膨潤土層間，與CTAB共同撐大了膨潤土的層間距(蔣婷婷等，2016;王通等，2010)．3．2紅外光譜分析由圖2可見，改性前后膨潤土的紅外光譜峰形基本一致，均出現(xiàn)了膨潤土吸收峰，3626cm－1處的吸收峰為Al—O—H中羥基伸縮振動吸收峰，3441cm－1處吸收峰為層間結構水的羥基伸縮振動吸收峰，1646cm－1處吸收峰為層間水分子羥基O—H彎曲振動吸收峰，1039cm－1處吸收峰為膨潤土晶格中八面體Si—O—Si的伸縮振動吸收峰(任建敏等，2010)．通過比較3條譜線可以看出，與原土對比，CTAB改性膨潤土與復合改性膨潤土紅外光譜圖發(fā)生了以下變化:①紅外光譜圖在2929cm－1附近及2852cm－1附近出現(xiàn)兩個吸收峰，分別為CTAB與殼聚糖的—CH—對稱和反對稱伸縮振動吸收峰;②C—H對稱彎曲峰由膨潤土原土的1443cm－1處分別移至1482cm－1與1475cm－1處．復合改性膨潤土與CTAB改性膨潤土的紅外光譜圖對比，主要變化為2929cm－1附近及2852cm－1附近兩個吸收峰增強，說明膨潤土有中殼聚糖的出現(xiàn)(蔣婷婷等，2016;程華麗等，2014)．結合XＲD結論，說明殼聚糖插入膨潤土層間．圖2膨潤土與改性膨潤土的紅外光譜圖Fig．2FTIＲspectraofbentoniteandmodifiedbentonite3．3投加量的影響在25℃、pH為5．0的條件下，將復合改性膨潤土投入100mL濃度為100mg·L－1的活性紅X-3B模擬染料廢水中，攪拌50min，研究復合改性膨潤土投加量對去除率的影響，結果見圖

m－1處．復合改性膨潤土與CTAB改性膨潤土的紅外光譜圖對比，主要變化為2929cm－1附近及2852cm－1附近兩個吸收峰增強，說明膨潤土有中殼聚糖的出現(xiàn)(蔣婷婷等，2016;程華麗等，2014)．結合XＲD結論，說明殼聚糖插入膨潤土層間．圖2膨潤土與改性膨潤土的紅外光譜圖Fig．2FTIＲspectraofbentoniteandmodifiedbentonite3．3投加量的影響在25℃、pH為5．0的條件下，將復合改性膨潤土投入100mL濃度為100mg·L－1的活性紅X-3B模擬染料廢水中，攪拌50min，研究復合改性膨潤土投加量對去除率的影響，結果見圖3．由圖3可知，隨著投加量的增加，染料的去除率增加．當投加量達到5g·L－1時，去除率達到94%以上，之后去除率變化較�。@是由于投加量增大，吸附點位增加，使去除率增加．當投加量超過5g·L－1后，吸附點位不能被充分利用，去除率變化較�。虼�，選擇5g·L－1為最佳投加量．圖3投加量對活性紅X-3B去除率的影響Fig．3InfluenceofthedosageonreactiveredX-3Bremovalrate圖4pH值對活性紅X-3B去除率的影響Fig．4InfluenceofpHonreactiveredX-3Bremovalrate3．4初始pH的影響pH是影響去除效果的重要因素之一．在溫度為25℃，投加量為5g·L－1，活性紅X-3B濃度為100mg·L－1時，調節(jié)廢水pH．如圖4所示，在酸性條件下，活性紅X-3B去除率較高，這是由于殼聚糖中的—NH2被質子化為—NH+3，使復合改性膨潤土帶正電荷，與染料分子中磺酸根間具有靜電作用，有利于吸附．但酸度過高時，殼聚糖分子會溶解流失，吸附效果變差．在堿性條件下，殼聚糖電離受阻，不619

【參考文獻】：
期刊論文
[1]乙酸膨潤土對孔雀石綠的吸附去除[J]. 覃岳隆,張寒冰,陳寧華,施華珍,冼東成,童張法,唐艷葵.  化工進展. 2016(03)
[2]HDTMA改性蒙脫土對土壤Cr（Ⅵ）的吸附穩(wěn)定化研究[J]. 蔣婷婷,喻愷,羅啟仕,吉敏,林匡飛.  環(huán)境科學. 2016(03)
[3]CTMAB對BS-12修飾膨潤土的復配修飾模式[J]. 余璐,孟昭福,李文斌,任爽,吳瓊,劉偉,白丹.  土壤學報. 2016(02)
[4]亞甲基藍在有機酸膨潤土上的吸附行為[J]. 周娟,張寒冰,童張法,覃岳隆,陳光浩,宋振宇,陶靖鵬.  環(huán)境工程學報. 2015(03)
[5]兩種改性膨潤土對含油廢水吸附行為的研究[J]. 邵紅,劉相龍,李云姣,丁佳.  環(huán)境科學學報. 2015(07)
[6]殼聚糖/蒙脫土插層復合物對活性紅染料的吸附熱力學研究[J]. 程華麗,李瑾,王涵,焦淑芳,馬啟敏.  中國海洋大學學報(自然科學版). 2014(06)
[7]十六烷基三甲基溴化銨對膨潤土負載納米鐵去除水中鉻（Ⅵ）的增強作用[J]. 彭秀達,劉紅,秦雄,周亞端,馮濤.  硅酸鹽學報. 2014(04)
[8]改性木屑對水中剛果紅的吸附性能研究[J]. 吳艷,羅漢金,王侯.  環(huán)境科學學報. 2014(07)
[9]陽離子聚丙烯酰胺改性膨潤土對靛藍的吸附性能[J]. 孫杰,趙新正,曾沛.  環(huán)境科學研究. 2013(09)
[10]羥基磷灰石對水中剛果紅的吸附作用研究[J]. 詹艷慧,林建偉.  環(huán)境科學. 2013(08)



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