Page 183 - 《精细化工》2021年第7期

第 7 期 黄良仙，等: 聚乙烯醇/海藻酸钠双交联凝胶球的制备及其应用 ·1465·

BET 分析结果表明，PVA/SA/KHA/MMT 的比 Pb(Ⅱ)的吸附提供充足的结合场所。
表面积、平均孔径和总孔容都比 PVA/SA/KHA 有所 2.2 凝胶球的吸水溶胀分析
[6]
增加，这主要归因于 MMT 的嵌入 。PVA/SA/KHA/ 图 8a、b 分别为 PVA/SA/KHA/MMT 凝胶球吸
MMT 凝胶球较大的比表面积和总孔容，为 MB 和 水溶胀图和在 pH=8 时吸水溶胀过程图。

图 8 PVA/SA/KHA/MMT 凝胶球的溶胀图（a）和在 pH=8 时溶胀过程图（b）
Fig. 8 Diagram of PVA/SA/KHA/MMT gel beads swelling (a) and swelling process images at pH=8 (b)

从图 8a 可以看出，在不同 pH 条件下的前 60 min
内，PVA/SA/KHA/MMT 的吸水率显著增加。然后，
随着吸水溶胀时间的逐渐增加，PVA/SA/KHA/MMT
的吸水溶胀速率逐渐下降。值得注意的是，随着溶
液 pH 的增加，PVA/SA/KHA/MMT 的吸水率表现出
略有增加的趋势。这主要是因为在酸性条件下，羧基
和羟基以质子化的形式存在（—COOH 和—OH）。羧
基和羟基之间形成的分子内和分子间氢键，阻碍了水
分子的运动。随着 pH 增加至碱性条件，羧基和羟基


以去质子化形式存在（—COO 和—OH ）。另外，氢
键的数目减少，这有利于 PVA/SA/KHA/MMT 与水分
子的结合。根据对 PVA/SA/KHA/MMT 凝胶球吸附材
料 Zeta 电位的测定分析结果可知，当溶液中的
pH>5.8 时，PVA/SA/KHA/MMT 凝胶球吸附材料的表
面带负电，这将有利于凝胶球与水分子通过静电吸引
结合。因此，PVA/SA/KHA/MMT 凝胶球吸附材料的
吸水率会在碱性条件下继续增加。另外，图 8b 展示
了在 pH=8 时，PVA/SA/KHA/MMT 凝胶球的吸水溶
胀变化过程。从图 8b 可以观察到，凝胶球在吸水溶
胀前后外观形态未发生显著改变，这与图 8a 中显示的 图 9 吸附剂用量对 MB（a）和 Pb(Ⅱ)（b）吸附的影响
Fig. 9 Effect of adsorbent dosage on the adsorption of MB
凝胶球在吸水溶胀前后吸水率变化较小的结果一致。
(a) and Pb(Ⅱ) (b)
2.3 吸附剂用量对吸附的影响
以 0.1 mol/L HCl 和 0.1 mol/L NaOH 将 50 mL 如图 9a、b 所示，MB 和 Pb(Ⅱ)的 Q e 随吸附剂
1000 mg/L MB 和 50 mL 500 mg/L Pb(Ⅱ )溶液 pH 分 用量的增加急剧下降。然而，MB 和 Pb(Ⅱ)的去除
别调节为 7 和 5、吸附时间 360 min、吸附温度 25 ℃、 率却迅速升高。这是因为 MB 和 Pb(Ⅱ)的初始浓度
溶液初始 pH 分别为 7 和 5 的条件下，研究了 是固定的，所以 MB 和 Pb(Ⅱ)在吸附剂上的总吸附
PVA/SA/ KHA/MMT 剂量对 MB 和 Pb(Ⅱ)的平衡吸 量随 PVA/SA/KHA/MMT 用量的增加而增加，但每
附量（Q e ）和去除率的影响，如图 9 所示。 单位质量吸附剂的吸附量却减少 [18] 。因此，根据 Q e