有机蒙脱土的制备表征及其对4-氯酚的吸附性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为有机化试剂,利用溶液插层法,通过控制CTAB的投加量成功制备了不同有机化程度的蒙脱土,使用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)对其结构进行了表征.以去除率(R)和吸附量(q)为评价指标,探讨了田口-灰色关联分析方法多目标优化有机蒙脱土对水中4-氯酚的吸附反应条件的可行性.考察了吸附动力学和吸附热力学行为.结果表明,CTAB成功插入到蒙脱土的片层间,有机蒙脱土的层间距随着CTAB投加量的增加而增大,CTAB在蒙脱土片层间的排列方式也由平卧单层和倾斜单层转为倾斜双层.田口-灰色关联分析可知,在以2倍蒙脱土离子交换容量制备的有机蒙脱土为吸附剂(CTM4)、4-氯酚溶液pH值为6、浓度为150 mg·L-1、固液比为0.6 g·L-1和反应时间90 min的条件下,可实现4-氯酚的去除率和吸附容量的同时优化,此时去除率和吸附容量分别为36.85%和91.07 mg·g-1.CTM4对4-氯酚的吸附更符合拟二级动力学方程,整个吸附过程可能是由膜扩散和颗粒内扩散共同作用的结果.Langmuir和Freundlich吸附等温方程均能较好地描述CTM4对4-氯酚的吸附行为.吸附过程的热力学参数表明,CMT4对4-氯酚的吸附是一个自发的放热反应.