乙酸膨润土对孔雀石绿的吸附去除

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第3期·944·

化工进展

乙酸膨润土对孔雀石绿的吸附去除

覃岳隆1，张寒冰1，2，陈宁华1，施华珍2，冼东成1，童张法2，唐艳葵1（1广西大学环境学院，广西南宁 530004；2广西大学化学化工学院，广西石化资源加工及工程强化技术重点

实验室，广西南宁 530004）

摘要：为提高膨润土对染料的吸附性能，制备了有机酸改性膨润土-乙酸膨润土（AAB）。对AAB进行了N2-BET、FTIR和XRD表征分析，同时考察了影响乙酸膨润土（AAB）去除孔雀石绿（MG）的主要因素，并进行了吸附动力学和吸附等温模型研究。研究结果表明，乙酸分子已成功负载在天然膨润土（RB）上，AAB的比表面积为45m2/g；层间距为1.721nm；在实验条件下，用0.4g/L的吸附剂处理300mg/L的MG，MG的脱色率达到99%；

pH值为1～12时，AAB对MG的脱色率均达到97%以上；低浓度的十二烷基苯磺酸钠（SDBS）能提高AAB 对MG的去除率，而加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）会产生很强的抑制作用；AAB对MG的吸附符合Langmuir模型，Langmuir吸附容量高达1250mg/g；MG在AAB上的吸附先是一个快速吸附阶段，然后逐渐到达吸附平衡，符合准二级动力学模型。总之，AAB环保无毒，在MG去除方面具有用量低、适应pH值范围广、吸附容量大和吸附快速的优势。

关键词：乙酸膨润土；吸附；孔雀石绿；吸附模型

中图分类号：X 5 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）03–0944–06

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.03.043

Malachite green adsorption on acetic acid bentonite QIN Yuelong1，ZHANG Hanbing1，2，CHEN Ninghua1，SHI Huazhen2，XIAN Dongcheng1，

TONG Zhangfa2，TANG Yankui1

（1School of Environment，Guangxi University，Nanning 530004，Guangxi，China；2Guangxi Key Laboratory of Petrochemical Resource Processing and Process Intensification Technology，School of Chemistry and Chemical

Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，Guangxi，China）Abstract：In order to improve the dyes adsorption properties of bentonite，organic acid modified bentonite（AAB）was prepared. AAB were characterized by N2-BET，FTIR and XRD. In addition，main influencing factors of malachite green（MG） removal by AAB were investigated，with the adsorption isotherms and adsorption kinetics of MG on AAB were also studied. The results showed that the specific surface area of AAB was 45m2/g；the acetic acid molecule was successfully loaded on raw bentonite（RB），with the interlamellar spacing was 1.721nm. Under experimental conditions，decolorizing rate reached 99% when the adsorption dosage for 300mg/L MG with 0.4g/L AAB. The decolorizing rate of MG by AAB remained more than 97% within the initial pH 1—12 range. MG adsorption on AAB can be improved by low concentration sodium dodecyl benzene sulfonate（SDBS）.

On the other hand，cetyl trimethyl ammonium bromide（CTAB）suppressed MG adsorption on AAB

收稿日期：2015-09-22；修改稿日期：2015-11-10。

基金项目：国家自然科学基金（21166004，51168001，21576055）、广西教育厅科研资助项目（LX2014005）及广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室主任课题基金（2013Z004）项目。第一作者：覃岳隆（1990—），男，硕士研究生，主要从事工业废水处理。E-mail qinyl036@。联系人：张寒冰，博士，硕士生导师，主要从事工业废水处理研究与教学工作。E-mail coldicezhang0771 @。

第3期覃岳隆等：乙酸膨润土对孔雀石绿的吸附去除·945·

obviously. MG adsorption on AAB followed Langmuir model and the Langmuir adsorption capacity was 1250mg/g. The adsorption process of MG was a fast adsorption stage，then gradually reached the adsorption equilibrium，which can be described by pseudo-second-order model. In summary，AAB is an environmental friendly absorbent for MG removal follow with low adsorbent dosage，rapid adsorption rate，a broad pH rang and high adsorption capacity.

Key words：acetic acid bentonite(AAB)；adsorption；malachite green(MG)；adsorption model

孔雀石绿（MG）是一种阳离子型的偶氮染料，为有金属光泽的深绿色结晶，水溶液为蓝绿色，属于三苯甲烷类燃料。水产业中曾将MG作为杀虫剂、防腐剂来使用，而后由于其具有高毒性、高残留性、高致癌性被禁用，但依旧广泛应用于皮革、陶瓷等印染行业[1]。

膨润土在我国储量丰富、售价低廉，已有报道表明膨润土对染料有一定的吸附效果。但天然膨润土吸附容量小、吸附速度慢，改性膨润土逐渐被人们关注，其中酸改性因操作简便、使膨润土吸附能力提高显著更是成为研究热点。然而，一些酸改性剂如无机酸硫酸、有机酸化的季铵盐和酸化、硅烷化联合改性膨润土等存在价格高、腐蚀性高、毒性大等问题[2-4]。因此，寻找改性方法简单、染料吸附效果好、环保无毒的改性膨润土是今后的发展趋势。本文作者所在课题组致力于膨润土的开发利用，已制备出柠檬酸膨润土、乳酸膨润土等多种经济实惠、吸附性能高、稳定性好的有机酸改性膨润土[5]。乙酸环保无毒、价格便宜，利用乙酸作有机酸膨润土改性剂的研究在国内外鲜有报道，因此乙酸膨润土是极具开发与利用潜力的环保型材料。

本实验利用环保改性剂乙酸对天然膨润土进行改性，制备乙酸膨润土AAB，并利用AAB吸附溶液中的MG染料，考察影响AAB去除MG的主要因素，为有机酸膨润土去除染料废水的研究提供参考。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

MG，天津市大茂化学试剂厂，化学纯；天然膨润土，上海试四赫维化工有限公司，化学纯；冰乙酸，天津市北方天医化学试剂厂，分析纯。

DF-101 S集热式恒温加热磁力搅拌器、SHA-B 恒温水浴振荡器，金坛式医疗仪器厂；紫外-可见分光光度计UV-2550，日本岛津；傅里叶红外变换光谱仪，美国尼采Nicolet Nexus 470。

1.2 AAB的制备方法

称取10g提纯土放入250mL三口烧瓶中，然后向其中加入100mL去离子水。在50℃下于磁力搅拌器中搅拌10min；配制一定浓度的乙酸溶液，缓慢倒入三口烧瓶中，后将混合液持续搅拌3h，离心分离、洗涤、烘干、研磨过200目筛，于干燥塔中保存备用。

1.3 吸附实验

MG粉末经过105℃干燥后，称取2.000g 倒入1000mL容量瓶，去离子水定容到标线，配制成2000mg/L MG标准储备液。实验采用的不同浓度MG染液均来自上述标准储备液。

1.3.1 吸附影响因素

（1）吸附剂投加量的影响为确定AAB的最佳投加量，进行AAB投加量为0～2.5g/L的吸附实验。称取不同质量的AAB加入到一系列250mL 锥形瓶中，其盛有100mL浓度为300mg/L的MG染液，于303K下振荡8h后，静置离心、测定上清液吸光度。

（2）染液初始pH值的影响把浓度为300mg/L的MG染液100mL置于250mL的锥形瓶中，调节各个锥形瓶中染液的初始pH值（1～12），加入0.4g/L的AAB，在303K下振荡8h，测定上清液的吸光度，计算MG染液的浓度。

（3）助剂对吸附的影响取100mL 300mg/L MG染液于若干锥形瓶内，加入0.4g/L AAB，分别向其中加入浓度为0～25mmol/L的助剂CTAB和SDBS，303K下振荡至吸附平衡，测定上清液的吸光度，计算脱色率。

实验中吸光值是采用UV-2550 紫外-可见分光光度计在617nm下进行测定，进而计算MG染液的平衡吸附量和脱色率。

1.3.2 吸附等温模型

把一系列100mL 100～1200mg/L的MG染液倒入250mL的锥形瓶中，加入0.4g/L的AAB，在303K、313K、323K的条件下，振荡至吸附平衡，测上清液吸光度。进行Langmuir、Freundlich和D-R 模型的线性拟合[6]，方程见式(1)～式(3)。