銀摻雜改性有機(jī)蒙脫土對(duì)雙酚A的吸附研究

熊 健，王 鵬，白志勇，李 偉

（西藏大學(xué)理學(xué)院，西藏 拉薩 850000）

環(huán)保與三廢利用

銀摻雜改性有機(jī)蒙脫土對(duì)雙酚A的吸附研究

熊 健，王 鵬，白志勇，李 偉

（西藏大學(xué)理學(xué)院，西藏 拉薩 850000）

為了提高蒙脫土對(duì)雙酚A的 吸附性，筆者用十八烷基三甲基溴化銨（STAB）和硝酸銀溶液制備了銀摻雜改性有機(jī)蒙脫土，研究了pH值、吸附時(shí)間、固液比、吸附溫度對(duì)雙酚A去除率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，吸附時(shí)長為60min，固液比為1∶30，pH為5.0，體系溫度為30℃時(shí)，吸附效果最佳。

銀摻雜改性蒙脫土；吸附；雙酚A

雙酚A為人工合成，是現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)合成高分子化合物的一種常用的原料，能提高塑料產(chǎn)品的穩(wěn)定性、透明性、抗氧化性等，在精細(xì)化工等行業(yè)有著廣泛用途[1]。研究表明，即使是低劑量的雙酚A也能影響到高等動(dòng)物激素分泌，從而進(jìn)一步影響人類的生殖系統(tǒng)和身心健康，對(duì)人體危害極大[2]。 近年來，隨著人們塑料使用量的增大，含雙酚A類物質(zhì)也更多地進(jìn)入到環(huán)境中[3-4]，因此，對(duì)其進(jìn)行有效處理的研究具有重要的實(shí)際意義。

蒙脫土具有分布廣、量大、吸附能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在污水處理中運(yùn)用較多[5]，但是它對(duì)有機(jī)污染物的吸附性表現(xiàn)不太理想[6-7]，因此，本實(shí)驗(yàn)采用十八烷基三甲基溴化銨對(duì)其進(jìn)行處理后，再用銀摻雜，增大其比表面積，以期取得較好的吸附效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑、儀器

鈉基蒙脫土、十八烷基三甲基溴化銨、硝酸銀、硼氫化鈉、雙酚A、無水乙醇、氫氧化鈉、鹽酸等（均為分析純）。

紫外分光光度計(jì)（722型）、真空干燥箱等。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 銀摻雜改性有機(jī)蒙脫土的制備

1）稱取十八烷基三甲基溴化銨4.0g于燒杯中，加入100mL熱水使其溶解，在恒溫磁力攪拌機(jī)上攪拌30min。稱取鈉基蒙脫土2.0g，加入燒杯中，調(diào)節(jié)溫度，在60℃下攪拌3h，靜置，棄去上清液，抽濾。將抽濾所得的沉淀在100℃烘箱中烘干，所得的固體研成細(xì)末過0.124mm篩，裝樣，貼標(biāo)簽，待用。

2）取改性后的有機(jī)蒙脫土2.0g于燒杯中，加入100mL去離子水，攪拌30min，量取15mL、0.2mol·L-1的硝酸銀溶液倒入其中，恒溫60℃攪拌2h，加入少許硼氫化鈉溶液進(jìn)行還原，抽濾，用去離子水沖洗，將所得沉淀放入真空干燥箱中干燥。將干燥好的試樣研磨成細(xì)末過0.124mm篩，裝袋，貼標(biāo)簽，待用。

1.2.2 工作曲線

采用紫外分光光度計(jì)的光譜掃描法，測(cè)得雙酚A溶液的最大吸收波長為277nm。稱取雙酚A固體0.025g于燒杯中，加入少量酒精使其溶解，加水稀釋，配置100mg·L-1的溶液250mL作為原液。分別配置5、10、15、20、25、30mg·L-1的溶液，用紫外分光光度計(jì)對(duì)該系列濃度的溶液作277nm處的吸光度與濃度的關(guān)系曲線，方程為y=0.013x-0.032，其相關(guān)性R=0.999。

1.2.3 不同樣品對(duì)雙酚A的吸附

分別稱取蒙脫土、有機(jī)改性的蒙脫土、銀離子摻雜的蒙脫土及銀離子摻雜的有機(jī)改性蒙脫土的樣品各1.0g置于編號(hào)為1、2、3、4號(hào)的燒杯中，分別加入50mL、100mg·L-1的雙酚A溶液，攪拌1h，抽濾，將所得清液置于離心管中離心。所得的離心液裝入比色皿中，用紫外分光光度計(jì)測(cè)其在277nm處的吸光度。結(jié)果表明，對(duì)雙酚A的吸附能力大小為：蒙脫土＜銀離子摻雜的蒙脫土＜有機(jī)改性的蒙脫土＜銀離子摻雜的有機(jī)改性蒙脫土。原因可能是銀離子的引入增大了其結(jié)構(gòu)的比表面積，有利于改善其吸附的效果。同時(shí)，也證明通過銀摻雜和有機(jī)改性后，蒙脫土對(duì)雙酚A的吸附能力有了一定程度的提高。

1.2.4 體系pH對(duì)吸附性能的影響

由于被吸附的物質(zhì)有一定的酸堿性，體系的pH值會(huì)直接影響到吸附的效果。取0.5g銀離子摻雜的有機(jī)改性蒙脫土置于雙酚A溶液中（濃度為100mg·L-1），溶液的pH值分別控制為2、4、6、8、10、12，研究體系的pH值對(duì)雙酚A吸附效果的影響，結(jié)果見圖1。 1.2.5 吸附時(shí)間的影響

圖1 pH值對(duì)吸附率的影響

時(shí)間也會(huì)影響到吸附效率的高低。吸附劑的質(zhì)量為0.5g，置于雙酚A溶液40mL中，改變攪拌時(shí)間，研究吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 時(shí)間與吸附率的關(guān)系圖

1.2.6 固液比對(duì)吸附效果的探究

取0.5g銀離子摻雜的有機(jī)改性蒙脫土，置于雙酚A溶液中，改變固液比分別1∶120、1∶60、1∶40、1∶30、1∶6（即比值分別為0.0083、0.0167、0.0250、 0.0333、0.1670），研究其對(duì)雙酚A的吸附效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 固液比與吸附率的關(guān)系

1.2.7 溫度對(duì)吸附率的影響

溫度的變化也會(huì)對(duì)吸附率產(chǎn)生影響。改變反應(yīng)溫度，研究其對(duì)吸附效果的影響，結(jié)果見圖4。

圖4 溫度與吸附率的關(guān)系

2 結(jié)果討論

由圖1可知，隨著pH值增大，吸附效果總體呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，中性范圍內(nèi)效果不佳。可能的原因是：隨著pH 值的升高，雙酚A 結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)羥基發(fā)生解離變?yōu)殡x子態(tài)[4]，與吸附材料表面充斥的大量正電荷發(fā)生作用，增加了吸附量；當(dāng)pH進(jìn)一步增大時(shí)，可能會(huì)影響到摻雜銀離子的形式，導(dǎo)致對(duì)雙酚A的吸附效果有所降低。當(dāng)pH值為10時(shí)有最大值。圖2表明，隨著時(shí)間的變化，吸附率呈先增大后平穩(wěn)的趨勢(shì)，吸附時(shí)間為60min時(shí)到達(dá)最大值。圖3反映了固液比對(duì)吸附效果的影響，當(dāng)固液比為1∶30時(shí)吸附率最高，再增加投土量吸附率的變化不大。圖4反映了溫度的影響，當(dāng)溫度為30℃時(shí)，吸附效果最佳，溫度再次升高后，吸附率會(huì)有較大幅度的減小，可能的原因是溫度過高，熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，會(huì)影響到改性材料對(duì)雙酚A的吸附。

3 小結(jié)

本文采用十八烷基三甲基溴化銨（STAB）和硝酸銀溶液制備了銀摻雜改性的有機(jī)蒙脫土，研究了改性材料對(duì)雙酚A的吸附能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)pH為5.0，吸附時(shí)長為60min，固液比為1∶30，體系溫度為 30℃時(shí)，吸附效果最佳。

[1] 黃曉明，余長亮，熊光勝.納米TiO2光催化氧化降解雙酚A研究[J].江西化工，2010，33(1)：90-94.

[2] 石健，高美芳，劉云，等.典型環(huán)境激素雙酚A的環(huán)境行為簡述[J].廣東化工，2009，36(9)：71-72.

[3] 鄧紅梅，梁春營，陳永亨.水環(huán)境中雙酚A的污染及其生態(tài)毒理效應(yīng)[J].環(huán)境污染與防治，2009，31(7)：70-76.

[4] 樊建新，王勇. CPC 協(xié)同膨潤土處理模擬雙酚A廢水的研究[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，34(6)：89-93.

[5] 姜桂蘭，張培萍.膨潤土加工與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：192-193.

[6] 晏得珍，何玉鳳，王艷，等. 膨潤土的改性及在廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].水處理技術(shù)，2009(5) ：25-30.

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Study on Adsorption Performance of Silver/Treated Montmorillonite for Bisphenol A

WANG Peng, XIONG Jian, BAI Zhiyong, LI Wei
（School of Science, China Tibet University, Lhasa 8 50000, China）

In order to improve the adsorption of bisphenol A on montmorillonite, organic montmorillonite modifi ed silver doped was prepared with octadecyl trimethyl ammonium bromide (STAB) and silver nitrate solution. The infl uence factors of pH, adsorption time, solid-liquid ratio and adsorption temperature on the removal rate of bisphenol A were studied. The results showed that when the adsorption time was 60min, solid-liquid ratio was 1:30, bisphenol A, pH=5, the system temperature was 30℃, the adsorption effect was best.

Ag/STAB-MMT; adsorption; bisphenol A

X 703

A

1671-9905(2017)03-0033-03

西藏大學(xué)國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目資助（201510694004）；西藏大學(xué)青年培育基金資助（ZDPJZK201401）

2017-01-10