银掺杂改性有机蒙脱土对双酚A的吸附研究

熊 健，王 鹏，白志勇，李 伟

（西藏大学理学院，西藏 拉萨 850000）

环保与三废利用

银掺杂改性有机蒙脱土对双酚A的吸附研究

熊 健，王 鹏，白志勇，李 伟

（西藏大学理学院，西藏 拉萨 850000）

为了提高蒙脱土对双酚A的 吸附性，笔者用十八烷基三甲基溴化铵（STAB）和硝酸银溶液制备了银掺杂改性有机蒙脱土，研究了pH值、吸附时间、固液比、吸附温度对双酚A去除率的影响。试验结果表明，吸附时长为60min，固液比为1∶30，pH为5.0，体系温度为30℃时，吸附效果最佳。

银掺杂改性蒙脱土；吸附；双酚A

双酚A为人工合成，是现代工业中生产合成高分子化合物的一种常用的原料，能提高塑料产品的稳定性、透明性、抗氧化性等，在精细化工等行业有着广泛用途[1]。研究表明，即使是低剂量的双酚A也能影响到高等动物激素分泌，从而进一步影响人类的生殖系统和身心健康，对人体危害极大[2]。 近年来，随着人们塑料使用量的增大，含双酚A类物质也更多地进入到环境中[3-4]，因此，对其进行有效处理的研究具有重要的实际意义。

蒙脱土具有分布广、量大、吸附能力强等特点，在污水处理中运用较多[5]，但是它对有机污染物的吸附性表现不太理想[6-7]，因此，本实验采用十八烷基三甲基溴化铵对其进行处理后，再用银掺杂，增大其比表面积，以期取得较好的吸附效果。

1 实验部分

1.1 试剂、仪器

钠基蒙脱土、十八烷基三甲基溴化铵、硝酸银、硼氢化钠、双酚A、无水乙醇、氢氧化钠、盐酸等（均为分析纯）。

紫外分光光度计（722型）、真空干燥箱等。

1.2 实验步骤

1.2.1 银掺杂改性有机蒙脱土的制备

1）称取十八烷基三甲基溴化铵4.0g于烧杯中，加入100mL热水使其溶解，在恒温磁力搅拌机上搅拌30min。称取钠基蒙脱土2.0g，加入烧杯中，调节温度，在60℃下搅拌3h，静置，弃去上清液，抽滤。将抽滤所得的沉淀在100℃烘箱中烘干，所得的固体研成细末过0.124mm筛，装样，贴标签，待用。

2）取改性后的有机蒙脱土2.0g于烧杯中，加入100mL去离子水，搅拌30min，量取15mL、0.2mol·L-1的硝酸银溶液倒入其中，恒温60℃搅拌2h，加入少许硼氢化钠溶液进行还原，抽滤，用去离子水冲洗，将所得沉淀放入真空干燥箱中干燥。将干燥好的试样研磨成细末过0.124mm筛，装袋，贴标签，待用。

1.2.2 工作曲线

采用紫外分光光度计的光谱扫描法，测得双酚A溶液的最大吸收波长为277nm。称取双酚A固体0.025g于烧杯中，加入少量酒精使其溶解，加水稀释，配置100mg·L-1的溶液250mL作为原液。分别配置5、10、15、20、25、30mg·L-1的溶液，用紫外分光光度计对该系列浓度的溶液作277nm处的吸光度与浓度的关系曲线，方程为y=0.013x-0.032，其相关性R=0.999。

1.2.3 不同样品对双酚A的吸附

分别称取蒙脱土、有机改性的蒙脱土、银离子掺杂的蒙脱土及银离子掺杂的有机改性蒙脱土的样品各1.0g置于编号为1、2、3、4号的烧杯中，分别加入50mL、100mg·L-1的双酚A溶液，搅拌1h，抽滤，将所得清液置于离心管中离心。所得的离心液装入比色皿中，用紫外分光光度计测其在277nm处的吸光度。结果表明，对双酚A的吸附能力大小为：蒙脱土＜银离子掺杂的蒙脱土＜有机改性的蒙脱土＜银离子掺杂的有机改性蒙脱土。原因可能是银离子的引入增大了其结构的比表面积，有利于改善其吸附的效果。同时，也证明通过银掺杂和有机改性后，蒙脱土对双酚A的吸附能力有了一定程度的提高。

1.2.4 体系pH对吸附性能的影响

由于被吸附的物质有一定的酸碱性，体系的pH值会直接影响到吸附的效果。取0.5g银离子掺杂的有机改性蒙脱土置于双酚A溶液中（浓度为100mg·L-1），溶液的pH值分别控制为2、4、6、8、10、12，研究体系的pH值对双酚A吸附效果的影响，结果见图1。 1.2.5 吸附时间的影响

图1 pH值对吸附率的影响

时间也会影响到吸附效率的高低。吸附剂的质量为0.5g，置于双酚A溶液40mL中，改变搅拌时间，研究吸附时间对吸附效果的影响，结果见图2。

图2 时间与吸附率的关系图

1.2.6 固液比对吸附效果的探究

取0.5g银离子掺杂的有机改性蒙脱土，置于双酚A溶液中，改变固液比分别1∶120、1∶60、1∶40、1∶30、1∶6（即比值分别为0.0083、0.0167、0.0250、 0.0333、0.1670），研究其对双酚A的吸附效果，实验结果见图3。

图3 固液比与吸附率的关系

1.2.7 温度对吸附率的影响

温度的变化也会对吸附率产生影响。改变反应温度，研究其对吸附效果的影响，结果见图4。

图4 温度与吸附率的关系

2 结果讨论

由图1可知，随着pH值增大，吸附效果总体呈现增大的趋势，中性范围内效果不佳。可能的原因是：随着pH 值的升高，双酚A 结构中的两个羟基发生解离变为离子态[4]，与吸附材料表面充斥的大量正电荷发生作用，增加了吸附量；当pH进一步增大时，可能会影响到掺杂银离子的形式，导致对双酚A的吸附效果有所降低。当pH值为10时有最大值。图2表明，随着时间的变化，吸附率呈先增大后平稳的趋势，吸附时间为60min时到达最大值。图3反映了固液比对吸附效果的影响，当固液比为1∶30时吸附率最高，再增加投土量吸附率的变化不大。图4反映了温度的影响，当温度为30℃时，吸附效果最佳，温度再次升高后，吸附率会有较大幅度的减小，可能的原因是温度过高，热运动增强，会影响到改性材料对双酚A的吸附。

3 小结

本文采用十八烷基三甲基溴化铵（STAB）和硝酸银溶液制备了银掺杂改性的有机蒙脱土，研究了改性材料对双酚A的吸附能力。实验结果表明，当pH为5.0，吸附时长为60min，固液比为1∶30，体系温度为 30℃时，吸附效果最佳。

[1] 黄晓明，余长亮，熊光胜.纳米TiO2光催化氧化降解双酚A研究[J].江西化工，2010，33(1)：90-94.

[2] 石健，高美芳，刘云，等.典型环境激素双酚A的环境行为简述[J].广东化工，2009，36(9)：71-72.

[3] 邓红梅，梁春营，陈永亨.水环境中双酚A的污染及其生态毒理效应[J].环境污染与防治，2009，31(7)：70-76.

[4] 樊建新，王勇. CPC 协同膨润土处理模拟双酚A废水的研究[J]. 重庆交通大学学报(自然科学版)，2015，34(6)：89-93.

[5] 姜桂兰，张培萍.膨润土加工与应用[M].北京：化学工业出版社，2005：192-193.

[6] 晏得珍，何玉凤，王艳，等. 膨润土的改性及在废水处理中的应用研究进展[J].水处理技术，2009(5) ：25-30.

[7] 王毅，张婷，冯辉霞，等.阴离子改性膨润土对水中亚甲基蓝吸附性能研究[J].非金属矿，2008，31(2)：57-61.

Study on Adsorption Performance of Silver/Treated Montmorillonite for Bisphenol A

WANG Peng, XIONG Jian, BAI Zhiyong, LI Wei
（School of Science, China Tibet University, Lhasa 8 50000, China）

In order to improve the adsorption of bisphenol A on montmorillonite, organic montmorillonite modifi ed silver doped was prepared with octadecyl trimethyl ammonium bromide (STAB) and silver nitrate solution. The infl uence factors of pH, adsorption time, solid-liquid ratio and adsorption temperature on the removal rate of bisphenol A were studied. The results showed that when the adsorption time was 60min, solid-liquid ratio was 1:30, bisphenol A, pH=5, the system temperature was 30℃, the adsorption effect was best.

Ag/STAB-MMT; adsorption; bisphenol A

X 703

A

1671-9905(2017)03-0033-03

西藏大学国家级大学生创新创业训练项目资助（201510694004）；西藏大学青年培育基金资助（ZDPJZK201401）

2017-01-10