十六烷基三甲基铵改性膨润土的制备与物化性能研究

离子交换与吸附, 2010, 26(1): 33 ~ 39ION EXCHANGE AND ADSORPTION文章编号：1001-5493(2010)01-0033-07十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土对直接黑染料的吸附及机理*李振兴1,2李万鑫1**张根成1费正皓21 江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室，盐城 2240022 盐城师范学院，盐城 224002摘要：用十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土(有机膨润土)，用红外光谱和固体紫外漫反射光谱等对有机膨润土的结构进行了分析。

研究了有机膨润土对水中直接黑染料的吸附和机理。

用0.05g有机膨润土处理浓度为70mg/L的直接黑溶液时 (303K)，脱色率达到72.6%，平衡吸附量为20.5mg/g，有机膨润土对直接黑染料的吸附符合Freundlich吸附等温方程，从热力学结果来看，是化学吸附和物理吸附共同作用的过程。

关键词：有机膨润土；直接黑；吸附量；等温吸附方程中图分类号：O647.3 文献标识码：A1 引言染料废水一直是难处理的工业废水之一，成份复杂，色度大，浓度高，难降解，目前对染色废水的处理方法主要有絮凝沉淀法，吸附法，生化法，离子交换法等，其中吸附法被认为是去除水中染料的经济高效的技术之一。

膨润土作为一种良好的吸附剂，具有良好的吸附性能和离子交换性能[1]。

但是天然膨润土对染料的脱色率及吸附量很小，在处理染料废水前必须经过改性。

吸附剂表面进行修饰可以改善其结构和吸附性能[2,3]，国内外对天然膨润土经过改性用来处理染料废水作了大量的研究，任海贝等[4]研究了有机膨润土对活性艳红的脱色性能，李志维等[5]对不同改性方法处理的膨润土吸附酸性大红，分散艳蓝的性能进行了比较，但处理黑色染料[6]废水的报道较少。

本实验用十六烷基三甲基溴化铵对膨润土进行改性，增强膨润土表面的疏水性能，易于固液分离，提高了其对有机物的吸附能力，研究了有机膨润土对直接黑染料的吸附作用，从吸附热力学讨论了对直接黑染料的吸附机理。

第19卷第2期2013年4月doi ：10．3969巧．i ss n ．1008-5548．2013．02．014有机改性膨润土吸附污水中C P 的研究田英，罗平，张辉(南京工业大学环境学院，江苏南京210009)摘要：以十六烷基三甲基溴化铵为有机插层剂，研究钠基膨润土有机化的影响因素及有机膨润土吸附低浓度含C ，废水的热力学行为。

结果表明，制备有机膨润土的优化工艺条件是：体系pH 为7，活化温度为70℃，配料比为1．1m m ol ／g ，固液比为0．05#m L ，活化时间为1h ；当有机膨润土的质量浓度为8g ／L 时，对水溶液中C r 6+的去除率可达98％以上；有机膨润土吸附C ，符合Fr eundl i ch 等温吸附方程。

关键词：膨润土；有机改性；吸附中图分类号：X 703文献标志码：A文章编号：1008—5548(2013)02—0056—04St udyonA ds or pt i on ofC P byO r gani c Modi f i e d B ent oni t e T I A N Y i ng ，L U O 只增，ZH A N G Hui (Col l ege ofEnvi ronm ent ，N anj i ng U n i ver si t y of T echnol o gyN anj i ng 210009，C hi na)A bst r a c t ：T he i nf l uence f act or s of s o di u m bas ed or ga ni c be nt on i t e andt her m od ynam i cbe ha vi or s ofor ga ni cbe nt on i t eadsor bi ngt he l owco ncen t r a t i on C r6+w a st e w at er w er e st u di ed ．t a ki ng cet yl t r i m et hyla m m o —ni um br o m i deasor ga ni c i nt er cal at i on agent ．T he r es ul t s s how t h att heopt i m i zat i o n con di t i o ns of pr epar i ng or ga ni c ben t oni t ear e asf o l l ow s ，t hes yst e mpH i s 7，t he r eac t i on t e m per at ur e i s 70℃，t he mo di f i e r dos age i s 1．1m m 01／g ．t he l i qui d —s ol i d r at i o i s O ．05g ／m L and t he act i vat ed t i me i s 1h ．W he n t hem ass co ncen t r a t i on ofor ga ni c be nt on i t ei s8g ／L ，t her em oval r ate of C ，ca l l r e ach m o r e t ha n 98％．The ad sor pt i o n of C ，byor gani cbe nt on i t e f o l l ow s F r eu ndl i c h i s ot h er mm odel ．K eyw ords ：bent oni t e ；or ga ni c m odi f i cat i on ；adsor pt i on铬及其化合物在工业上应用十分广泛，冶金、电镀、染料等许多行业都会产生大量的含铬废水。

CTMAB-膨润土的制备及对甲基橙的吸附阚涛涛;蒋晓慧;杨美;周丽梅;刘红星;谢兴宇【期刊名称】《西华师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(31)4【摘要】用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对膨润土进行改性,探讨了用量、温度、时问和pH值等因素对(CT-MAB-膨润土制备的影响,考察了CTMAB-膨润土对甲基橙的吸附性能.结果表明CTMAB-膨润土(0.7mmol/g)对甲基橙有很强的吸附能力,温度和溶液pH对其吸附能力影响不大,但吸附作用在30rain后达到平衡;通过X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对CTMAB-膨润土进行了表征,结果表明CTMAB能够有效插入膨润土层间结构,随着其浓度增加,膨润土层间距增大,对甲基橙吸附能力增强.X-射线衍射实验结果能很好的解释吸附实验结果.【总页数】7页(P372-377,385)【作者】阚涛涛;蒋晓慧;杨美;周丽梅;刘红星;谢兴宇【作者单位】化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009【正文语种】中文【中图分类】X131.2【相关文献】1.CTMAB-膨润土对染料废水吸附试验研究 [J], 王昊;王晶2.HTMAC/KH550/膨润土吸附剂的制备、表征及其在甲基橙废水的吸附行为 [J], 姚培;李树白;刘媛;张启蒙;季从兰;聂华丽3.CTMAB-膨润土和HDBAC-膨润土吸附去除水中酚类有机污染物 [J], 王闻捷;虞卉;陈晨;郑凯琳;杨超颖;徐立恒;4.有机硅复合改性膨润土的制备及其对甲基橙的吸附性能 [J], 王晓红;陈灵智;曹建蕾5.CTMAB-膨润土从水中吸附氯苯类化合物的机理——吸附动力学与热力学 [J], 舒月红;贾晓珊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

膨润土又叫蒙脱土，是以蒙脱石为主要成分的层状硅铝酸盐。

膨润土具有很强的吸湿性，能吸附相当于自身体积８－２０倍的水量而膨胀至三十余倍。

蒙脱石的结构式为Ｎａ（Ｈ２Ｏ）４｛（Ａ１２－ＸＭｇ０．３３）［Ｓｉ４Ｏ１０］（ＯＨ）２｝，由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成单位晶层，四面体和八面体靠共用的氧原子连接，晶层之间靠氧层连接，沿Ｃ轴方向叠置，从而使其具有刚性，层间不滑移，单位晶层的厚度约为１ｎｍ，层间距ｄ（００１）为１．２－１．６ｎｍ。

膨润土本身的性质是疏油亲水的，有机改性则是将有机阳离子通过离子交换作用引入层间，导致层间距ｄ（００１）增加到２０ｎｍ左右，经过有机改性后的膨润土变为疏水亲油的，这样有机膨润土的用途就更为广泛。

它是有机季铵盐与天然膨润土的复合物，是近些年开发的一种精细化工产品。

本文列举了一些常见的有机改性剂以及膨润土有机改性的原理、方法，综述了近年来国内外将其应用在纳米复合材料制备中的研究进展。

１膨润土的有机改性有机膨润土是膨润土改性的深加工产品，也是一种重要的精细化工产品。

经过改性后的膨润土由于活性剂的长碳氢链覆盖在膨润土晶片表面，使之形成疏水表面，同时由于进入晶片层间表面活性剂离子的体积效应，增大了晶片层间距，从而生成了一种新的疏水亲油的有机膨润土络合物，该物在有机溶剂中强烈膨胀，且可形成触变性好的凝胶体。

Ｓｍｉｔｈ对钠基膨润土与有机铵离子（Ｒ－ＮＨ３＋）的交换反应进行了首创研究，并合成了一些有机膨润土。

Ｊｏｒｄａ认为，不同烷基对蒙脱石构造层间距有较大的影响。

针对特殊用途的有机膨润土合成和应用研究，国内外发表过不少文献，而且大多为专利。

１．１常用改性剂的种类（表１）采用偶联剂改性，只要矿物具有反应活性的基团即可获得相应的活化效果，但成本较高；羧酸盐类改性剂适用于溶液中带负电荷悬浮粒子的矿物；硅Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．９Ｓｅｐｔ．２００６膨润土的有机改性及其在纳米复合材料制备中的应用（昆明理工大学生物与化学工程学院，云南昆明６５０２２４）陈艳，杨劲，祝琳华［摘要］综述了一些常见的改性剂以及有机膨润土的合成原理和方法，并详细地介绍了近年来它在纳米复合材料制备中应用的研究进展。

膨润土表面改性及其应用讨论膨润土是一种片层结构的硅酸盐,重要成分是蒙脱石,其层间的阳离子易被交换,具有很大的离子交换容量,依据蒙脱石层间可交换阳离子种类､含量将膨润土划分为钠基膨润土､钙基膨润土､镁基膨润土和铝（氢）基膨润土,具有膨胀性､吸附性､阳离子交换性､悬浮性和分散性等优异性能｡中国膨润土推测资源量在80亿t以上,居世界首位,占世界总量的60%,价格低廉,但钙基者多,蒙脱石含量偏低,而采选加工方法较简单,产品质量受到影响,对外贸易中处于低出高进局面,导致其应用范围受到限制。

1膨润土的结构膨润土晶体结构单元是由两层［SiO4］四周体和在它们中心的一层［AlO2（OH）4］八面体构成，每一个四周体的顶端的氧都指向结构层的中央并与八面体共有，由于晶层之间氧层与氧层的联系力很小，水和其他极性分子简单进入晶层中心，因而c轴方向上结构层的距离具有可变性。

2膨润土的改性原理2.1物理吸附物理吸附是由分子间引力引起的，由于黏土矿物表面具有表面能，且黏土颗粒小、比表面大，吸附现象特别明显。

吸附质与膨润土吸附剂间的分子引力作用而产生的吸附或由氢键产生的吸附都属于物理吸附，重要是膨润土表面的羟基和氧原子与有机化合物分子之间形成氢键吸附。

物理吸附在低温下就能进行，但由于吸附质与吸附剂作用力重要是范德华力，所以吸附选择性不强。

2.2化学吸附化学吸附是伴随有电子转移的键合过程，是指由吸附剂和吸附质之间的化学键力而产生的吸附。

吸附方式有：黏土矿物晶体边缘带正电荷，阴离子基团可以靠静电引力吸附在黏土矿物的边面上；介质中有中性电解质存在时，无机阳离子可以在黏土矿物与阴离子型聚合物之间起“桥接”作用，使高聚物吸附在黏土矿物的表面上。

2.3离子交换吸附黏土矿物通常带有不饱和电荷，依据电中性原理，必定会有等量的异号离子吸附在黏土矿物表面上以达到电性平衡，吸附在黏土矿物表面上的离子可与溶液中的同号离子发生交换作用，这种作用即为离子交换吸附。

膨润土改性及其吸附性能研究苑丽质【摘要】采用焙烧改性、碱改性、盐改性及表面活性剂改性对膨润土进行改性处理,并以亚甲基蓝为模拟染料污染物考察了吸附性能,优化了改性条件.结果表明,膨润土经改性后,其吸附性能较原土提高显著.适宜的改性条件是:焙烧温度为450℃,碱改性剂为氢氧化钠,盐改性剂为碳酸钠,表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵.当用十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土2g处理100mL、1g/L亚甲基蓝溶液时,亚甲基蓝的脱色率高达85.06%.%The bentonite was modified by calcination modification,alkali modification,salt modification and surfactant modification,the adsorption property of the modified bentonite was studied by methylene blue using as the simulated reacrent,and the modified conditions were optimized.The results showed that the adsorption properties of bentonite were significantly improved after modification.The optimum condi-tions were that the calcination temperature was 450 ℃,the alkali modifier was sodium hydroxide,the salt modifier was sodium carbonate,and the surfactant was three alkyl sixteen methyl bromide.When the dos-age of sixteen alkyl three methyl bromide modified bentonite was 2 g,the decolorization rate of methylene blue (100 mL,1 g/L)was 85.06%.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】3页(P482-484)【关键词】膨润土;改性;吸附;亚甲基蓝【作者】苑丽质【作者单位】唐山学院环境与化学工程系,河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】TQ041;TB332随着染料工业的迅猛发展，印染废水已成为当今水体的主要污染源之一。