Capacity and structure characterization of montmorillonite modified by using gemini surfactant for adsorption of phenol

<p indent="0mm"> 使用新型双子表面活性剂乙撑基双十六烷基二甲基氯化铵（G₁₆）改性钠基蒙脱石（Bt）吸附苯酚模拟废水。通过调控G₁₆用量、吸附剂投加量、溶液pH和吸附时间，得到吸附苯酚的最佳条件为：G₁₆用量1.5 CEC，吸附剂投加量<sc> 38 g·L^–1， </sc>溶液pH 12，吸附时间<sc>60 min，</sc>此条件下改性蒙脱石（命名为1.5G₁₆-Bt）对初始浓度为<sc> 300 mg.L^–1 </sc>的苯酚废水去除率为97.71%。采用XRD、FTIR、接触角、SEM和BET方法分析G₁₆改性蒙脱石的结构特性，结果表明与Bt相比，1.5G₁₆-Bt层间距从<sc>12.38 Å</sc>增加到<sc>29.85 Å，</sc>G₁₆在蒙脱石层间以石蜡型倾斜双层排列，取代了层间的无机阳离子和水，接触角从0°增加到62.7°，疏水性显著增强，平均孔直径从<sc>8.77 nm</sc>增加到<sc>31.16 nm。1.</sc>5G₁₆-Bt吸附苯酚的主要机制是G₁₆改性蒙脱石平均孔直径显著增大，为苯酚在有机蒙脱石内部的扩散提供了通道，同时层间空间扩大，非极性长碳链十六烷基在蒙脱石层间域内紧密聚集在一起构成一个有机分配相，层间较多的G₁₆有机阳离子取代了无机阳离子和层间水，从而改变了蒙脱石的结构和表面性质。当苯酚为离子态时，1.5G₁₆-Bt对苯酚的吸附主要是静电引力作用以及与晶层中阳离子的结合作用。1.5G₁₆-Bt吸附苯酚的吸附动力学和吸附等温线研究结果表明准二级动力学模型能更好地拟合整个吸附阶段，1.5G₁₆-Bt吸附苯酚过程主要分为表面扩散、孔隙或层中的内扩散和吸附平衡三个阶段，颗粒内扩散是限速步骤；Langmuir模型能更精确地描述1.5G₁₆-Bt对苯酚的吸附，1.5G₁₆-Bt对苯酚的吸附即存在单分子层吸附，还存在非均质表面吸附，吸附过程属于优惠型吸附。