巯基改性蒙脱石对Cd(Ⅱ)的吸附机理研究.pdf

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1、2013年8月岩矿测试Vo1．32．No．4August2013R0CKANDMINERALANALYSIS6l3～620文章编号：0254—5357(2013)04—0613～08巯基改性蒙脱石对Cd(Ⅱ)的吸附机理研究朱霞萍，刘慧，谭俊，刘文华，冯超(1．成都理工大学材料与化学化工学院，四川省矿产资源化学高校重点实验室，四川成都610059；2．广东省物料实验检测中心，广东广州510080)摘要：蒙脱石对镉有良好的吸附性，但吸附力较弱，巯基改性蒙脱石可增强对镉的吸附，而关于蒙脱石的巯基改性及改性后对镉的吸附机理研究少见报道。本文以(3一巯丙基)三甲氧基硅

2、烷作为改性剂，采用简单的溶液法对蒙脱石原土(简称MMT)进行巯基改性，并探讨了改性蒙脱石(简称MMT—SH)对镉的吸附机理。红外和x射线衍射表征显示MMT被成功接上巯基。吸附条件实验表明，MMT—SH对cd(Ⅱ)的吸附效果显著优于原土，对Cd(Ⅱ)的饱和吸附容量是原土的39倍；吸附容量受pH值影响大，受离子强度的影响较大；MMT—SH对cd(Ⅱ)的吸附作用除了静电吸附、离子交换吸附、羟基配位吸附，还主要存在巯基配位吸附。热力学及动力学实验表明，MMT—SH吸附cd(Ⅱ)的反应符合Langmiur等温模型和Lagergren二级动力学方程，是易于发生的化学反应

3、；吸附过程的热力学参数(△JV、△G、△5)表明此吸附是一个自发的吸热过程。关键词：蒙脱石；巯基改性；镉；吸附机理中图分类号：TU52；0614．242文献标识码：A离子态镉能被植物吸收，且可通过食物链进入温方程和Lagergren二级吸附速度方程；蒙脱石对镉人体，当其超过一定限量时，会对生态环境和人体造的吸附是离子交换、表面络合、静电吸附的综合结成危害。重金属镉被国际癌症研究机构列为第一致果。而一些氨基、磺酸基改性后蒙脱石对镉的吸附癌物。镉在常见土壤中的背景值一般小于0．2过程一般也符合Langmuir等温模型和Lagergren二g／g，梁彦秋等¨采用T

4、essier连续提取法对土壤中级动力学方程，如Huang等¨用N一2一羟丙基三的镉形态分析发现土壤中镉活性较大，在土壤中迁甲基氯化铵壳聚糖对膨润土进行改性，改性后的膨移转化性强。润土对镉的最大饱和吸附量为22．23mg／g，对镉的蒙脱石又名微晶高岭石，是2：1型层状黏土矿吸附作用主要是离子交换；周建兵等⋯以十二烷基物，单位晶胞由两片顶角朝里的si一0四面体，中央磺酸钠改性蒙脱石，改性蒙脱石对镉的吸附机制为夹一片A1—0或Mg一0八面体形成一结构层。配位吸附和离子交换。我国蒙脱石资源丰富，已探明的储量现居世界第一巯基有很强的络合能力，能很好地固定重金属位，但是

5、开发利用的程度很低，现有很多研究是对其离子，且不易被洗脱。目前对蒙脱石进行巯基改性进行一定的改性处理，以提高对重金属离子的去除的研究很少，且改性方法非常复杂繁琐¨卜J，不利效果J。研究表明，蒙脱石是土壤滞留镉的主要于实际应用，巯基改性的蒙脱石对镉的吸附机理研因素，同时蒙脱石又可以应用于镉污染的去除。。。究更是少见报道。本文采用简单的溶液法以(3一为了更好地利用蒙脱石，一些学者致力于蒙脱石去巯丙基)三甲氧基硅烷对蒙脱石原土(简称MMT)除镉的机理研究J，认为pH值、蒙脱石用量、离进行巯基改性，研究了巯基改性蒙脱石(简称MMT子强度是影响吸附去除镉的主要因素；蒙

6、脱石对镉—SH)吸附镉的条件、热力学及动力学特征，探讨了的吸附是一个自发的吸热过程，符合Freundlich等巯基改性蒙脱石对镉的吸附机理，为蒙脱石应用于收稿日期：2012一l1—30；接受日期：2013⋯0201基金项目：国土资源部公益性行业科研专项项目(201111016—2)；广东省财政厅地质专项(2011208)；横向委托项目(HP0030)作者简介：朱霞萍，教授，研究方向为环境分析、岩矿分析、功能材料研究与应用。E-mail：zhuxiaping@cdut．edu．ell。～613—第4期岩矿测试httpff．ykcs．ac．cn土壤镉污染治理、含

7、镉废水处理提供一定的理论和cd(11)溶液使镉浓度分别为10、50、100mg／L，用实验依据。NaOH或盐酸调节体系pH值为6，分别于30％恒温振荡2、5、10、15、20、30、40、50、6O、80、100、120min，l实验部分其余同吸附条件实验。1．1仪器和主要试剂1．1．1仪器及装置2结果与讨论AA700W原子吸收分光光度计(北京三雄科技2．1MMT与MMT—SH的表征公司)；DX一2007X射线衍射仪(辽宁丹东方圆仪2．1．1傅里叶红外光谱表征器有限公司)；TENSOR27傅里叶变换红外光谱仪图l为MMT与MMT—SH傅里叶红外图谱，(德国B

8、ruker公司)。3600cm为0一H伸缩振动，34