膨润土基纳米吸附剂的制备及其吸附性能的研究

膨润土基纳米吸附剂的制备及其吸附性能的研究本实验研究了膨润土基纳米吸附剂在不同影响因素下对亚甲基蓝的吸附效

果。分别从不同的pH，不同吸附剂的量，不同的振荡时间，不同的亚甲基蓝初始浓度的实验条件以控制变量法进行实验研究。研究结果表明，pH值为3和10时有较好的吸附量；亚甲基蓝的浓度为1250mg/L时有很好的吸附效果；吸附剂添加量在25mg时有较大的吸附量。

标签：膨润土亚甲基蓝溶液吸附

人们赖以生存的自然环境普遍受到了有害化学物质的污染，尤其是重金属和有机物污染物对自然环境的污染是严重的且治理和修复难度大，正对生态环境安全构成威胁和对人类身体健康造成危害。当今，国内外环境科学与工程领域在环境污染的控制及其修复的问题上的研究是非常活跃的，研究者们正在积极探索环境污染的控制及其修复的新材料、新技术、新方法[1]。随着我国工业的迅速发展，每年都产生大量的有机废水，其中一些有机物有耐酸、耐碱、抗氧化、难降解的性质特别是常用的化学染料，这会对水生生物和人的身体健康构成严重的威害。

二、实验部分

1.试剂与材料

皂土（即膨润土，浅黄色粉末，上海试四赫维化工有限公司）；亚甲基蓝（固体粉末，天津市天新精细化工开发中心）；氢氧化钠（固体，配制成0.1%）；盐酸（分析纯，稀释成1%）。

2.方法

2.1 吸附试剂的制备

由于膨润土的本身吸附效果较好，没有进行处理，直接取于上海试四赫维化工有限公司出厂的皂土作为吸附剂进行实验。

2.2 亚甲基蓝最大吸收波长的测定

不同浓度的亚甲基蓝均在662nm处有最大吸光度，故在以下实验过程中都在662nm处测定吸光度。

2.3 亚甲基蓝标准曲线的绘制

2.4不同影响因素下膨润土吸附量的测定

2.4.1 pH 在1000ml容量瓶中加入500mg膨润土配置浓度为500mg/L的亚甲基蓝溶液备用，然后各取20mL于锥形瓶中，用配好的HCL或NaOH调节pH 值至3-10，加入50mg皂土振荡90min后，于离心机2000r/min离心15min，取上清液在分光光度计设定波长为662nm处测定吸光度，然后由测定的吸光度通过亚甲基蓝标准曲线方程计算出相应的溶液浓度。此实验还需做一组平行实验，步骤同上。

三、结果与分析

1.pH值对吸附效果的影响

将浓度为500mg/L的亚甲基蓝溶液，各取20mL于锥形瓶中，用配好的HCL 或NaOH调节pH值至3-10，加入50mg皂土振荡吸附90min后测定吸光度算出相应吸附量的实验结果，确定pH在3还是在10吸附量较佳。

2.吸附剂添加量对吸附效果的影响

将浓度为1000mg/L的亚甲基蓝溶液，分别取20mL溶液于锥形瓶中，在25mg-200mg皂土之间取几个点振荡90min，然后2000r/min离心15min，上清液在662nm处测吸光度后计算吸附量。吸附剂添加的量在25mg到200mg之间时，添加量越少吸附量越大。

3.小结

3.1经过在不同pH的条件下进行实验，可以看出pH在3-10范围内时对膨润土吸附亚甲基蓝的量影响不大。因此，在吸附浓度不高的亚甲基蓝染料时，可以不去考虑pH对膨润土吸附量的影响。这样也无需调节pH，处理此类污水时更加经济。

3.2通过添加不同吸附剂量的实验知，条件都为20mL，1000mg/L的亚甲基蓝，在25mg-200mg之间取膨润土振荡90min时，吸附量是随所添加吸附剂的量增加而减少的。这说明吸附剂添加量越少，单位质量的吸附剂吸附亚甲基蓝的质量越多。

四、展望

随着工业的发展，污水的处理量加大，处理起来也越加麻烦，直接用膨润土处理污水已不能满足当今的需求。随着科学技术的发展，对膨润土特性的进一步认识，膨润土的新产品和新工艺不断产生，应用范围也在不断地扩大。采用各种技术对膨润土的表面进行有目的的处理，极大的增强了膨润土某些特定的性能。膨润土基共聚复合物具有高耐热性、高强度、高模量、高气体阻隔性、低膨胀系数、低密度等优越性能[3]。国外以美国的学者Pinnavaia 和Lan及德国的X.Korn man领导的课题组较为活跃[4]，国内中科院化学所工程塑料国家实验室、浙江大学等研究机构在这方面的研究也取得了一些比较好的成绩[5-6]。

参考文献

[1]朱利中，陈宝梁.膨润土吸附材料在有机污染控制中的应用[J].化学进展，2009，2/3（3）：421-429.

[2]He Y F，Zhang L，Wang R M，et al. Loess clay based copolymer for removing Pb（II）ions[J].Journal of Hazardous Materials，2012，227 /228：334-340.

[3]莫伟，马少健，农魏魏，等.膨润土资源开发利用现状及应用研究进展[J].中国非金属矿工业导刊，2007，4：14-17.

[4]Pinnavaia T J. Polymer Clay Nanocomposites[M]. Wiley，NewYork，2001.

[5]欧阳星，罗远芳. 混炼插层法制备天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料[J].华南理工大学学报，2006，34（9）：80-85.

[6]刘明华，陈光明，漆宗能，等. 聚酰胺6/粘土纳米复合材料结晶行为研究进展[J].高分子通报，2006，（10）：98-102.