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·510· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

填充，虽然比表面积有明显降低，但是可以增加有
机碳含量，使其表面由亲水性变为疏水性，其次，
在层间引入较大分子结构的有机阳离子，扩大了层
内的储容空间，从而增强对水中污染物的吸附能力。
由于插层 CPAM 阳离子较 CTMAB 要大，且有机碳
链更长，所以，CPAM 插层改性 Bent 对含磷废水的
去除效果最好，20 min 去除率达 75%，继续延长吸
附时间，去除率提高不大。

图 6 Bent 有机插层改性机理示意图
Fig. 6 Mechanism schematic diagram of Bent modified with
organics

图 5 Bent(a)、CTMAB/Bent(b)和 CPAM/Bent(c)的 TG-
DTG-DSC 曲线
Fig. 5 TG-DTG-DSC curves of Bent (a), CTMAB/Bent (b)
and CPAM/Bent (c) 图 7 Bent、CTMAB/Bent 和 CPAM/Bent 对含磷废水的
去除曲线
应的是有机物分解燃烧的温度，CTMAB/Bent 在 293 Fig. 7 Removal curves of phosphorus wastewater by Bent,
和 402 ℃放热峰分别对应是 CTMAB 和 Bent 中有机 CTMAB/Bent and CPAM/Bent

物的热分解温度，失重约 23.7%，CPAM/Bent 在 分别改变反应温度、含磷废水初始浓度及 pH，
293 ℃和 402 ℃有轻微的热流变化，在 444 ℃新出 CPAM/Bent 对含磷废水的去除如图 8 所示。
现一较强的 CPAM 热分解放热峰，失重约 23%；第 从图 8 可以看出，虽然吸附为放热反应，温度
三个阶段为 560 ℃以后，Bent 在 690 ℃处有一脱羟 升高对磷的吸附本应减小，但由于升温使吸附反应
基的吸热峰，插层改性后脱羟基温度升高到 716 ℃ 所需的活化能降低，活化分子增多，吸附反应速率
和 705 ℃。 加快，以致随着温度的升高对磷的去除率反而增加。
2.4 含磷废水的去除 在一定的温度下，含磷废水初始浓度的增加，使磷
Bent 的有机插层改性机理示意图如图 6 所示。 与固体表面接触的机会增加，磷的去除率也随之增
在含磷废水初始质量浓度为 3.5 mg/L、pH≈5、温度 大。废水中磷的存在形态与溶液 pH 有关，当 pH=5、
–
为 35 ℃下，Bent、CTMAB/Bent 和 CPAM/Bent 对 7 和 9 时，磷的主要存在形态分别为 H 2 PO 4 、H 2 PO 4 –
2–
2–
含磷废水的去除曲线如图 7 所示。 和 HPO 4 、 HPO 4 ，吸附自由能的大小顺序为
–
2–
–
从图 6、7 可知，由于 Bent 的有机碳含量低， H 2 PO 4 <HPO 4 ，由于 H 2 PO 4 吸附自由能更低，更易
亲水性较强，会发生水分子的强烈竞争，故通过分 被吸附去除 [21-22] 。同时，酸能够除去膨润土表面微
配而进入膨润土内污染物的吸附容量较小。经过长 孔和层间杂质，提高比表面积，增强对磷的吸附
碳链有机化改性后，Bent 层间的微孔被有机阳离子 能力。