Page 180 - 《精细化工》2021年第1期
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·170·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            卫生问题和重要的环境问题。重金属去除方法主要                             国 Well-group 公司；7410 型振动样品磁强计（VSM）,
                                                        [2]
            有化学沉淀、离子交换、电解、反渗透和吸附等 。                            美国 Lakeshore 公司。
                                                       [3]
            吸附法具有成本低、效果好、适应性强等优点 ，                             1.2   吸附材料的制备
            是常用的处理重金属废水的方法之一，开展用于重                                 首先，利用共沉淀法制备磁性膨润土，将
            金属废水处理的吸附材料研究有重要意义。                                21.6240 g（0.08 mol）FeCl 3 •6H 2 O 和 7.9524 g（0.04
                 膨润土属典型的黏土矿物，具有阳离子交换容                          mol）FeCl 2 •4H 2 O 的混合水溶液 150 mL 倒入分散均
            量大、稳定性高、成本低和易得性，是一种很有潜                             匀的膨润土泥浆（10.0000 g 膨润土加入 500 mL 去
                                 [4]
            力的重金属优良吸附剂 。天然膨润土吸附性能一                             离子水）中，通入 N 2 ，高速机械搅拌，加热至 70  ℃，
            般、固液分离困难，可通过改性提高膨润土的吸附                             滴加 NaOH 溶液（质量浓度为 40 mg/L）调整 pH 为
                [5]
                                           [6]
            性能 。如：通过羟基铝柱撑改性 、有机改性                      [7-9] 、  10，搅拌反应 4 h，常温（20  ℃）离心分离，在 60 ℃
            复合改性     [10] 、聚合物改性    [11-12] 制备改性膨润土用于          下真空干燥 12 h，研磨过筛，制得 200 目磁性膨润
            重金属的吸附，具有较好的吸附效果，但固液分离                             土（MBent）。其次，将 8.00 g 磁性膨润土和 KH560
                                                               偶联剂 60 mL 加入 300 mL 无水乙醇中，N 2 回流，
            效果差。而单纯负载 Fe 3 O 4 无法提高吸附量，Fe 3 O 4
            纳米粒子也易被氧化失去磁性。研究制备吸附容量                             在 70  ℃下搅拌反应 24 h，离心分离，利用无水乙
            高、易固液分离的膨润土吸附剂具有重要意义，如                             醇洗涤，制得 KH560 改性磁性膨润土（KH560/
            在壳聚糖改性膨润土上负载 Fe 3 O 4 制备磁性壳聚糖                      MBent）。然后，将 6.00 g KH560/MBent 与 PEI
            膨润土    [13] ；在柠檬酸改性膨润土表面负载 Fe 3 O 4 和              20 mL 加入 200 mL 无水乙醇中，N 2 回流，100  ℃
            壳聚糖制备磁性柠檬酸膨润土              [14] ；利用两性修饰剂           下搅拌 24 h，离心分离，60  ℃真空干燥 12 h，研磨
            对磁性膨润土进行改性制备两性修饰磁性膨润土可                             过 筛，制得 200 目 PEI 改 性 磁 性膨润土
            提高磁性膨润土对苯酚的吸附量               [15] 。现有改性磁性          （PEI/KH560/MBent）。制备路线如下所示：
            膨润土主要为壳聚糖和两性修饰剂的负载，而在磁
            性膨润土表面进行接枝改性研究较少。开展在磁性
            膨润土表面接枝官能团以提高其吸附量具有重要意
            义。聚乙烯亚胺（PEI）是一种包含伯胺、仲胺和叔
            胺的部分支链的水溶性聚合物，对重金属离子具有
            很强的络合作用，将其用于对材料的接枝改性可提
            高材料对重金属的吸附性能。

                 本研究拟通过化学接枝的方法将 PEI 引入到磁                       1.3   表征与测试
            性膨润土表面来制备 PEI 改性磁性膨润土，对其结                              FTIR 测试：室温，KBr 压片，扫描波数范围为
                                                       2+
                                                2+
            构进行表征分析，研究其对水溶液中 Pb 和 Cu 的                         4000~400 cm 。VSM 测试：温度为 298 K，扫描范
                                                                          –1
            吸附性能。                                              围–20000~20000 Oe。XRD 测试：Cu 靶 K α 射线，
                                                               扫描范围 5°~70°，扫描速度 2 (°)/min。SEM 测试：
            1   实验部分
                                                               样品喷金，工作电压 10 kV，工作距离为 7.0 mm。
            1.1    试剂与仪器                                       EDS 测试：加速电压 20 kV，工作距离为 7.0 mm。
                 钠基膨润土（蒙脱石质量分数>80%），陕西府                        TGA 测试：氩气氛围，升温速率 10  ℃/min，温度
            谷长庆膨润土厂；PEI（相对分子质量 600，质量分                         范围 50~700  ℃。
            数 99% ）、 γ- 缩水甘油 醚氧丙基三 甲氧基硅烷                       1.4    吸附实验
                                                                                                       2+
                                                                                                 2+
            （KH560，质量分数 97%），山东西亚化学股份有限                            利用原子吸收分光光度计测定 Pb 与 Cu 质量
                                                                                                         2+
            公司；FeCl 3•6H 2O、FeCl 2•4H 2O、CuSO 4、PbSO 4、NaOH、   浓度，标准曲线方程为：A=0.0313ρ+0.0054 (Pb ，
                                                                2
                                                                                              2+
                                                                                                  2
            浓盐酸（质量分数 37%），分析纯，天津市科密欧化                          R =0.99914)，A=0.2268ρ+0.0168 (Cu ，R =0.99902)，
            学试剂有限公司。                                           A 为吸光度，ρ 为离子质量浓度，mg/L。
                 D8 Advance 型 X 射线衍射仪（XRD）、Tensor27            1.4.1   溶液初始 pH 的影响
            型傅里叶变换红外光谱仪（FTIR），德国 Bruker  公                         配制质量浓度为 100 mg/L 重金属离子溶液，利
            司；Sigma300 型扫描电子显微镜（SEM/EDS），德                     用浓度为 0.1 mol/L  NaOH 和 HCl 溶液调节 pH，由
                                                                    2+
                                                                          2+
            国 Zeiss 公司；DTG-60(H)型热重分析仪（TGA），                   于 Pb 与 Ca 在弱碱性条件下易生成沉淀，影响吸
            日本岛津公司；TAS-990 型原子吸收分光光度计，                         附量测定，所以选取 pH 为 1~5，加入质量浓度 1 g/L
            北京普析仪器公司；CE-440 元素分析仪（EA），美                        吸附材料，机械搅拌 300 min，取上清液测重金属离
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