Page 21 - 《精细化工》2022年第5期
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第 5 期 刘正江，等: 复合改性蒙脱土在污水处理中的应用研究进展 ·875·
质量浓度 100 mg/L 的苯酚溶液吸附率为 75%，而蒙 间，且酸改性膨润土层间距随着烷基三甲基溴化铵
脱土的吸附率仅约 35%。 碳链的增长而增大；吸附实验表明，硫酸-烷基三甲
虽然酸改性可提升蒙脱土对有机污染物的吸附 基溴化铵改性膨润土对三氯苯酚的最大吸附量可达
能力，但酸改性蒙脱土对水中有机污染物的亲和能 200.6 mg/g。上述酸-有机改性蒙脱土制备过程中，
力仍有待提升 [24] ，有研究表明，阳离子表面活性剂 有机物进入蒙脱土硅氧四面体与铝氧八面体层间，
〔十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、二甲基氯化铵 以增加改性蒙脱土的层间距、孔径和比表面积。还
（EA）、聚氧化乙烯牛脂胺（ETA）等〕可与蒙脱 有研究表明，在制备酸-有机改性蒙脱土过程中，有
+
2+
土层间的 Ca 和 Na 等离子发生层间交换以提高蒙 机物不进入蒙脱土层间，而是以蒙脱土表面的正电
脱土的疏水性能和对有机物的亲和能力 [25] 。此外， 子与有机物表面的负电子间的引力相互连接，进而
自身体积较大的阳离子表面活性剂进入蒙脱土层间 达到增加改性蒙脱土比表面积的目的 [28-29] 。如
可扩大蒙脱土层间距，故有研究者将酸改性与阳离 FABRYANTY 等 [29] 以海藻酸钠和盐酸改性蒙脱土为
子表面活性剂改性相结合以提高其对有机物的吸附 原料通过微波快速加热的方法制备了酸-有机改性
能力 [26] ，过程如图 2 所示。 蒙脱土，其制备过程如图 3 所示。FTIR 结果表明，
海藻酸钠和 蒙脱土中— COO—的伸缩振动峰由
1604 和 1636 cm −1 移至酸-有机改性蒙脱土中的
−1
1621~1686 cm ，—CH 2 —的弯曲振动峰由海藻酸钠
的 1412 cm −1 移至酸-有机改性蒙脱土中的 1419~
−1
1423 cm ，海藻酸钠和蒙脱土中 R—O—R 的伸缩
−1
振动峰由1030和1020 cm 移至酸-有机改性蒙脱土中
的 1047~1091 cm ，这一结果说明，海藻酸钠并未进
−1
图 2 酸-有机改性蒙脱土制备过程 入蒙脱土层间，而是以正负电子间的吸引力存在于蒙
Fig. 2 Preparation process of acid-organic modified 脱土表面。吸附实验表明，0.5 g 酸-有机改性蒙脱土
montmorillonite
对 50 mL 质量浓度为 300 mg/L 的结晶紫溶液的去除
+
由图 2 可见，酸中的 H 首先与蒙脱土层间的 率达 95%以上，吸附容量可达 601.9339 mg/g，而相
+
+
2+
2+
K 、Na 、Ca 、Mg 等离子发生交换，使蒙脱土层 同质量的蒙脱土和海藻酸钠对结晶紫的去除率均在
间距增大，进而有机表面活性剂进入蒙脱土层间形 80%以下；BELHOUCHAT 等 [30] 以海藻酸钠和盐酸改
成酸-有机改性蒙脱土。ZAGHOUANE-BOUDIAF 等 [27] 性钙基蒙脱土为原料，通过交联反应制备了酸-有机改
2+
以硫酸、膨润土和十二烷基三甲基溴化铵、十四烷 性蒙脱土，Ca 在整个体系中起主导作用，有助于将
2+
基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷 分子连接在一起，与 Ca 形成海藻酸钙凝胶微球，实
基三甲基溴化铵为原料制备了 4 种酸-有机改性膨润 现对酸改性 MMT 的固定化，吸附实验结果表明，酸-
土，XRD 和 FTIR 结果表明，4 种酸-有机改性膨润 有机改性蒙脱土对亚甲基蓝的最大吸附量可达约
土中烷基三甲基溴化铵均进入到酸改性膨润土层 49.17 mg/g，对甲基橙的最大吸附量可达约 40.42 mg/g。
图 3 盐酸-海藻酸钠改性蒙脱土制备过程 [29]
Fig. 3 Formation mechanism of bentonite-alginate composite [29]
1.2 无机-有机改性蒙脱土 同作用使蒙脱土剥离分散为单晶片，提高 MMT 对
无机盐改性是通过 MMT 层间阳离子与一种或 水中污染物的吸附能力 [31] 。但无机盐改性蒙脱土仅
多种无机金属水合阳离子进行离子交换，水合阳离 对水中含氧阴离子表现出极大的亲和性，对磷酸根
子平衡硅氧四面体上负电荷的同时，与层间溶剂共 离子等并没有表现出特别强的吸附能力 [32] ，而有机表
