Page 197 - 《精细化工》2020年第9期
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第 37 卷第 9 期                             精   细   化   工                                  Vol.37, No.9
             202 0 年 9 月                             FINE CHEMICALS                                 Sept.  2020


              水处理技术与环境保护
                          铁基柱撑蒙脱石的制备及其对芘的吸附



                                                                                                   1*
                                                                                      2
                    张银萍      1,2 ,奚   凯     1,2 ,孟祥天      1,2 ,吴仕希      1,2 ,顾正桂 ,张   杰
                 (1.  南京师范大学  分析测试中心,江苏  南京   210046;2.  南京师范大学  化学与材料科学学院,江苏  南京   210046)


                 摘要:以钙基蒙脱石(Ca-MMT)、七水合硫酸亚铁为原料,通过柱撑、煅烧等方式制备了铁基柱撑纳米蒙脱石
                 (Fe-MMT)。利用 SEM、TEM、BET、XRD、TGA 等手段对样品结构进行表征,考察了 Fe-MMT、Ca-MMT
                 对芘的吸附性能,并探究了其对芘的吸附机理。结果表明,相对于 Ca-MMT,Fe-MMT 结晶度降低,但热稳定
                 性增强,表面形貌发生变化,铁元素取代部分钙元素,铁元素质量分数达到 5.597%,铁元素吸附率达到 99.95%。
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                                                                                  2
                 Ca-MMT 孔道总比表面积为 29.86 m /g,而 Fe-MMT 孔道总比表面积上升至 51.27 m /g。Ca-MMT 对芘的吸附容
                 量约为 15.00 mg/g,而 Fe-MMT 对芘的吸附容量提升至 95.43 mg/g。5 次循环利用后,Fe-MMT 对芘的吸附量仍
                 然能达到 70.9 mg/g,吸附率维持在 88%以上,具有可循环利用性。
                 关键词:铁基柱撑蒙脱石;吸附;多环芳烃;微结构;水处理技术
                 中图分类号:X703      文献标识码:A      文章编号:1003-5214 (2020) 09-1911-07


                 Preparation of Fe-pillared montmorillonite and its adsorption for pyrene


                                                                         1,2
                                                                                        2
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                                  1,2
                                           1,2
                                                              1,2
                   ZHANG Yinping , XI Kai , MENG Xiangtian , WU Shixi , GU Zhenggui , ZHANG Jie
                 (1. Analysis and Testing Center, Nanjing Normal University, Nanjing 210046, Jiangsu, China; 2. School of Chemistry
                 and Materials Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210046, Jiangsu, China)
                 Abstract: Fe-pillared montmorillonite(Fe-MMT) was prepared from Ca-montmorillonite (Ca-MMT) and
                 FeSO 4•7H 2O by calcination. The structure of the prepared Fe-MMT was characterized by SEM, TEM, BET,
                 XRD and TGA. The adsorption performances of Fe-MMT and Ca-MMT to pyrene were investigated. The
                 adsorption mechanism of pyrene was explored. The results showed that compared with Ca-MMT, Fe-MMT
                 had lower crystallinity but higher thermal stability. The surface morphology  of sample changed, iron
                 replaced part of calcium, the mass fraction of iron reached 5.597%, and the adsorption rate of iron reached
                                                                                  2
                 99.95%. The specific total surface area of pore canal of Ca-MMT was 29.86 m /g, while that of Fe-MMT
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                 was up to 51.27 m /g. The absorption capacity of Ca-MMT to pyrene was about 15.00 mg/g, while that of
                 Fe-MMT topyrene increased to 95.43 mg/g. After 5 times of recycling, the adsorption capacity of FE-MMT
                 to pyrene can still reach 70.9 mg/g, maintaining above 88% of the initial adsorption efficiency, which was
                 recyclable.
                 Key words: Fe-pillared montmorillonite; adsorption;  polycyclic aromatic hydrocarbons; microstructure;
                 water treatment technology


                 随着工农业产业的发展,多环芳烃(PAHs)等                        一直致力于寻找去除此类有机污染物的环境友好型
                                              [1]
            持久性有机污染物的排放量与日俱增 。进入大气                             材料  [4-5] 。
            的污染物通过干湿沉降进入水体、土壤等生态系统                                 蒙脱石是膨润土的主要矿物成分,呈现出层状
            领域,而且容易发生迁移            [2-3] ;同时,PAHs 对自然          结构特征,具有大量的空隙,封存大量的可交换性
            界的生命体有三致作用(致癌、致畸、致突变),给                            阳离子,其具有膨胀性、吸附性和层间阳离子的交
                                                                   [6]
            人类的生产、生活及健康带来危害。所以,科学界                             换性 。因此,采用其他元素改性蒙脱石,制备出


                 收稿日期:2020-02-09;  定用日期:2020-06-05; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200085
                 基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(41501239);江苏省自然科学基金青年基金项目(BK20150976)
                 作者简介: 张银萍(1981—),女,高级实验师,E-mail:40389@njnu.edu.cn。联系人:张   杰(1980—),男,实验师。E-mail:40042@njnu.edu.cn
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