Page 163 - 精细化工2020年第2期

第 2 期 门孝平，等: 复合材料 POSS/TX-10/Bent 的制备及其吸附性能 ·365·

从图 4 复合改性前后的 SEM 表征照片可以看 量的末端硅酸盐四面体，这些断裂的 Si—O—Si 键
出，Bent 和 POSS/TX-10/Bent 都具有一定的片层结 通常通过接受质子或羟基来补偿其剩余电荷，从而
构，但在相同放大倍数下，Bent 紧密而平整地堆积 转化为 Si—OH 基团，改性后的 Bent 仍有部分
在一起，而 POSS/TX-10/Bent 的结构更为疏松，出 Si—OH基团暴露在表面，在酸性条件下羟基质子化 [22] ，
+
现卷曲，片层也更加明显，说明改性物质已经进入 过量的 H 与亚甲基蓝阳离子产生竞争吸附，使吸附
Bent 层间将片层撑开 [20] ，这将有利于增强对亚甲基 效果减弱，随着 pH 的增加，Bent 表面的负电荷增
蓝的吸附效果。 加，静电排斥力变弱，增强了对亚甲基蓝阳离子的
2.2 POSS/TX-10/Bent 的吸附性能研究 吸附，吸附基本趋于稳定 [23] 。
2.2.1 投加量对吸附效果的影响
在亚甲基蓝的初始浓度为 1000 mg/L、吸附时
间 60 min、吸附温度 30 ℃、原始 pH（6.52，各溶
液混合后的 pH，不外加试剂调节）的条件下，分别
考察 Bent 和 POSS/TX-10/Bent 在不同投加量的条件
下对亚甲基蓝溶液的吸附效果，结果如图 5 所示。

图 6 溶液 pH 对吸附效果的影响
Fig. 6 Effect of pH of solution on the adsorption

2.2.3 溶液初始浓度和吸附时间对吸附效果的影响
在温度 30 ℃、原始 pH（6.52）、POSS/TX-10/Bent
投加量为 5 g/L 条件下，不同亚甲基蓝初始浓度在
不同吸附时间的吸附效果如图 7 所示。

图 5 Bent（a）和 POSS/TX-10/Bent（b）的投加量对吸
附效果的影响
Fig. 5 Effect of Bent (a) and POSS/TX-10/Bent (b) dosage
on the adsorption

从图 5 可以看出，随着投加量的增加，亚甲基
蓝去除率也在增加，当 POSS/TX-10/Bent 投加量达
到 5 g/L 时，去除率达到 97.01%，继续增加投加量，
对亚甲基蓝的去除率基本保持不变，达到吸附平衡,
当 Bent 投加量为 5 g/L 对亚甲基蓝的去除率只有
49.54%，即达到吸附平衡,这是由于改性前的 Bent
对亚甲基蓝的吸附主要依靠表面吸附 [21] ，而经过改 图 7 溶液初始浓度和吸附时间对吸附效果的影响
Fig. 7 Effect of initial concentration of solution and
性后的 Bent 层间距增大，层间环境由亲水性转变为
adsorption time on the adsorption
疏水性，通过分配作用，大大提高了对亚甲基蓝的
吸附能力。 从图 7 中可以看出，随着吸附时间的增加，POSS/
2.2.2 溶液 pH 对吸附效果的影响 TX-10/Bent 对亚甲基蓝的吸附量也在增加，在开始
在亚甲基蓝的初始浓度为 1000 mg/L、吸附时 阶段，亚甲基蓝的吸附速率迅速增加，而随着时间
间 60 min、吸附温度 30 ℃、POSS/TX-10/Bent 投加 的增加吸附量变化逐渐放缓，直到达到吸附平衡。
量为 5 g/L 的条件下，考察不同 pH 对亚甲基蓝溶液 这可能是由于，吸附开始阶段复合材料 POSS/TX-
吸附效果的影响，结果如图 6 所示。 10/Bent 存在着大量的吸附位点，随着时间的增加吸
由图 6 可以看出，在 pH 为 2~10 内，POSS/TX- 附位点减少而导致的 [24] 。
10/Bent 对亚甲基蓝都有着很强的去除效果，说明复 2.2.4 吸附动力学研究
合材料有着很广泛的适应能力，当 pH<6 时，随着 为了更好地了解 POSS/TX-10/Bent 对亚甲基蓝
pH 增大去除率增加较快，这是由于 Bent 表面含有大 的吸附机理，分别按照准一级动力学方程 [25] 、准二