Page 198 - 《精细化工》2020年第9期
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·1912·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

            选择性强的复合材料得到越来越多的关注                    [6-7] 。在以    余上清液,得到残留在离心管底部的固体产物。根
            往报道中,研究者们利用蒙脱石的离子交换特性,                             据文献   [15] 方法,将样品于 105 ℃干燥 24 h,研磨,
            将低聚或高聚羟基铁阳离子插入蒙脱石层间制备出                             置于马弗炉中,以5 ℃/min的升温速率加热至350 ℃,
                             [8]
            了铁基改性蒙脱石 ,同时采用微波和超声协同技                             恒温 3 h,获得赤红色 Fe-MMT 粉末。采用邻菲啰啉
                                 [9]
            术制备出了铁铝蒙脱石 。制备的铁铝蒙脱石能增                             法测定上清液中铁元素的浓度              [16] 。
            大比表面积,大大降低了蒙脱石表面的亲水性                      [10] ,   1.3  Fe-MMT 结构表征
            从而增加了其疏水性能。铁元素将蒙脱石的层与层                                 采用 X 射线衍射仪对 Fe-MMT 进行层面间距测
            撑开   [11] ,经过进一步煅烧,脱去已插入层间的柱撑                      定,以 Cu 靶 K α 为辐射源,工作电压及工作电流分
            剂中的水分和羟基后形成了铁基柱撑物                   [12] 。柱撑物      别设置为 40 kV 和 300 mA,步宽为 0.02,扫描范
            将蒙脱石矿物层间撑开而得到具有稳定结构的网孔                             围为 2.5~40。应用扫描电镜二次电子模式观察
            状复合材料。然而,在实际应用过程中,进入孔状                             Fe-MMT 表面微观形貌,加速电压为 10.0 kV,工作
            结构的铁离子容易流失。因此,需要寻找能与铁离                             距离为 8 mm。采用透射电镜配 STEM 模式观察样
            子发生键合又不发生铁离子流失的位点。                                 品的元素分布形态,加速电压 200 kV。采用热重分
                 在吸附并去除环境中疏水性有机污染物方面,                          析仪系统地分析了热量及质量变化趋势。采用比表
            铁元素具有空轨道,与疏水性 PAHs 分子的作用力                          面积及孔径分布分析仪测定样品的比表面积和孔径
            高于钙元素、钠元素。芘是中环 PAHs,降解速率比                          分布,测试条件:压力为标准大气压,样品测定前
            低环 PAHs 慢    [13] ,其在水体、沉积物等环境中含量                  在 260 ℃脱附 8 h。
            较高  [14] 。因此,本文以钙基蒙脱石(Ca-MMT)、硫                    1.4  Fe-MMT 吸附芘
            酸亚铁作原料,通过柱撑、煅烧等方式制备铁基柱                                 无机盐溶液的配制:称取 8.8 g Na 2 HPO 4 •12H 2 O,
            撑纳米蒙脱石(Fe-MMT)用以吸附去除芘分子,                           3.0 g KH 2 PO 4 , 1.0 g NH 4 Cl, 0.5 g NaCl 加入去离子水
            并探究了 Fe-MMT 的吸附性能、吸附容量及重复利                         中,摇匀后定容至 1 L。
            用过程中吸附效率的变化。此外,还阐述了其对疏                                 芘溶液的配制:采用移液枪取 50 µL 芘的甲醇
            水性芘分子的吸附机制,期望为进一步用于 PAHs                           溶液(2.0 g/L),加入无机盐溶液中,摇匀后用无机盐
            去除提供理论支撑。                                          溶液定容至 1 L。

                                                                   Ca-MMT 及 Fe-MMT 吸附芘实验:依次取芘溶
            1   实验部分
                                                               液 10、20、30、40、50、60、70、80、90 和 100 mL,
            1.1   试剂与仪器                                        分别加入盛有 0.01 g Ca-MMT 和 Fe-MMT 的锥形瓶
                 钙基纳米蒙脱石(Ca-MMT),AR,山东司邦                       中。采用无机盐溶液将溶液定容至 100 mL。不添加
            得制药有限公司;七水合硫酸亚铁、芘、甲醇、1,10-                         Ca-MMT、Fe-MMT 的空白溶液作为对照。将所有
            邻菲啰啉,AR,西格玛奥德里奇(上海)贸易有限                            锥形瓶置于摇床,于室温下振荡 3 d,转速为 160 r/min,
            公司;乙腈,色谱纯,西格玛奥德里奇(上海)贸                             以达到吸附平衡。
            易有限公司;十二水合磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、                                 芘浓度测定:取出振荡均匀的样品,置于高速
            氯化铵、氯化钠,AR,上海凌峰化学试剂有限公司。                           离心机,以 5000 r/min 的转速离心 10 min,随后取
                 D/max 2500/PC 型转靶 X 射线衍射仪,日本理                 上清液 15 mL,并采用 0.25 µm  滤膜过滤,过滤后
            学公司;JEOL 7600F 型扫描电子显微镜,日本 JEOL                    采用荧光分光光度计测定溶液中残留的芘,激发波
            公司;JEOL 2100F  型透射电子显微镜,日本 JEOL                    长和发射波长分别为 270 和 390 nm。以荧光强度为
            公司;Diamond TG/DTA/DSC 型热重分析仪,美国                    纵坐标,芘浓度为横坐标绘制标准曲线方程。标准
                                                                                                  2
            Perkin-Elmer 公司;Autosorb i 型比表面积及孔径分               曲线方程为 y=49.82 +5774x,相关系数 R =0.971。
            布分析仪,美国康塔仪器公司。                                         根据文献     [17] , Fe-MMT 表面吸附芘 可采用
            1.2  Fe-MMT 的制备                                    Langmuir(式 1)和 Freundlich(式 2)吸附动力学
                 铁基柱撑剂制备:首先,称取 5.564 g FeSO 4 •7H 2 O,         方程拟合吸附过程。
            然后将其溶于去离子水中,搅拌均匀后转至容量瓶                                                                 1
                                                                  Langmuir 等温吸附方程为:        e  =  e  +    (1)
            并用去离子水定容至 200 mL,配制得到 0.1 mol/L                                               Q e  Q 0  QK L
                                                                                                     0
            FeSO 4 溶液。                                             Freundlich 等温吸附方程为:Q e  = K F ·ρ e 1/n   (2)
                 铁基柱撑蒙脱石制备:向烧杯中加入 20 g                         式中:ρ e 、Q e 分别为平衡吸附质量浓度(mg/L)和吸
            Ca-MMT,逐滴加入 200 mL  FeSO 4 ,室温搅拌 24 h              附量(mg/g);Q 0 为饱和吸附量(mg/g);K L 为 Langmuir
            后,静置老化 48 h,离心收集清液 20 mL,弃去剩                       吸附常数(L/mg);K F 为吸附能力常数(mg/g);n 为吸
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