吐温20对两性修饰膨润土的复配修饰及结构特征
发布时间：2019-09-20 00:52
【摘要】：采用批处理法,以不同修饰比例的两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土为基质,研究pH值、温度及离子强度对BS-12修饰膨润土吸附非离子修饰剂吐温20(TW20,T)的影响,并对两性-非离子复配修饰膨润土进行结构表征,和对Cd~(2+)和苯酚的吸附。结果显示,BS-12按50%CEC修饰膨润土(50BS)对TW20的吸附能力显著高于BS-12按100%CEC修饰膨润土(100BS)。BS-12修饰膨润土对TW20的吸附量随pH值增大呈U型变化,随温度降低、离子强度增加而下降,TW20在BS-12修饰土的吸附是静电吸附和分配吸附共存。TW20修饰比例增大,有机碳含量增高,层间距增大,比表面积减小。TW20在50BS上通过插层进入膨润土层间,在100BS上以外表面吸附为主。在修饰比例为100BS-0.25T时对苯酚和Cd~(2+)的吸附效果最好。
【图文】：
射仪、Ｎｉｃｏｌｅｔ５ＤＸ型傅立叶变换红外光谱仪和ＳＴＡ４４９Ｆ３型差热－热重分析仪测定。苯酚和Ｃｄ２＋的吸附３０℃进行，苯酚和Ｃｄ２＋的初始浓度２５０ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值为６．０，以０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＫＮＯ３溶液为背景溶液。苯酚采用４－氨基安替比林分光光度法［８］测定，Ｃｄ２＋采用火焰原子吸收测定。２结果与讨论２．１ＢＳ－１２修饰比例对吸附的影响不同修饰比例的ＢＳ－１２修饰土对ＴＷ２０的吸附等温线见图１，在相同的平衡浓度下，５０ＢＳ修饰土样对ＴＷ２０吸附量是１００ＢＳ的１．８倍左右。说明ＢＳ－１２的修饰比例增加，对ＴＷ２０的吸附量减校ＴＷ２０在ＢＳ－１２膨润土上的吸附主要有静电吸附和分配吸附两方面原因［９－１０］。静电吸附是ＴＷ２０结构中的极性的亲水基聚氧乙烯基通过氢键［１１］以及质子化基团ＥＯＨ＋与带负电水合铝硅酸盐间发生静电作用吸附在膨润土表面［１２－１３］，且质子化基团ＥＯＨ＋也可以与ＢＳ－１２上的负电基团发生静电作用；而分配吸附是ＴＷ２０通过疏水的碳氢链与先前吸附的表面修饰剂发生吸附［１４］。图１不同修饰比例ＢＳ－１２膨润土对ＴＷ２０的吸附等温线Ｆｉｇ１ＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓｏｆＴＷ２０ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎＢＳ－１２ｍｏｄｉｆｉｅｄｂｅｎｔｏｎｉｔｅｓ２．２ｐＨ值对吸附的影响图２为不同ｐＨ值条件下对ＴＷ２０的吸附等温线。在相同平衡浓度下，５０和１００ＢＳ膨润土对ＴＷ２０吸附量在ｐ
ｐＨ值为６．０时对ＴＷ２０的平衡吸附量较ｐＨ值为２．０时分别下降了２９．８％和２０．９％。ｐＨ值主要通过改变ＢＳ－１２的表面电荷影响ＢＳ－１２修饰膨润土带电性。ＢＳ－１２的等电区在ｐＨ值为５．１～６．１［３］，ｐＨ值低于等电区时ＢＳ－１２荷正电，高于等电区时荷负电，此时ＴＷ２０可以同时通过静电和分配作用吸附；而在等电区时，ＢＳ－１２的正负电荷强度相当，只能通过分配作用吸附ＴＷ２０，，因此呈现出Ｕ型变化的规律。图２ｐＨ值对吸附的影响Ｆｉｇ２ＥｆｆｅｃｔｏｆｐＨｏｎＴＷ２０ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎＢＳ－１２ｍｏｄｉｆｉｅｄｂｅｎｔｏｎｉｔｅｓ２．３温度对吸附的影响图３为不同温度下ＴＷ２０的吸附等温线，温度升高ＴＷ２０的吸附量上升，均呈３０℃＞２０℃＞１０℃的趋势。在较高的平衡浓度区，两种土在３０℃吸附量约为１０℃时２倍左右。通过吸附等温线数据计算对ＴＷ２０的吸附热力学参数（ΔＧ，ΔＨ和ΔＳ）结果见表１。吸附ＴＷ２０的自由能变ΔＧ均为负值，属于自发反应。绝对值
本文编号：2538445
【图文】：
射仪、Ｎｉｃｏｌｅｔ５ＤＸ型傅立叶变换红外光谱仪和ＳＴＡ４４９Ｆ３型差热－热重分析仪测定。苯酚和Ｃｄ２＋的吸附３０℃进行，苯酚和Ｃｄ２＋的初始浓度２５０ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值为６．０，以０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＫＮＯ３溶液为背景溶液。苯酚采用４－氨基安替比林分光光度法［８］测定，Ｃｄ２＋采用火焰原子吸收测定。２结果与讨论２．１ＢＳ－１２修饰比例对吸附的影响不同修饰比例的ＢＳ－１２修饰土对ＴＷ２０的吸附等温线见图１，在相同的平衡浓度下，５０ＢＳ修饰土样对ＴＷ２０吸附量是１００ＢＳ的１．８倍左右。说明ＢＳ－１２的修饰比例增加，对ＴＷ２０的吸附量减校ＴＷ２０在ＢＳ－１２膨润土上的吸附主要有静电吸附和分配吸附两方面原因［９－１０］。静电吸附是ＴＷ２０结构中的极性的亲水基聚氧乙烯基通过氢键［１１］以及质子化基团ＥＯＨ＋与带负电水合铝硅酸盐间发生静电作用吸附在膨润土表面［１２－１３］，且质子化基团ＥＯＨ＋也可以与ＢＳ－１２上的负电基团发生静电作用；而分配吸附是ＴＷ２０通过疏水的碳氢链与先前吸附的表面修饰剂发生吸附［１４］。图１不同修饰比例ＢＳ－１２膨润土对ＴＷ２０的吸附等温线Ｆｉｇ１ＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓｏｆＴＷ２０ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎＢＳ－１２ｍｏｄｉｆｉｅｄｂｅｎｔｏｎｉｔｅｓ２．２ｐＨ值对吸附的影响图２为不同ｐＨ值条件下对ＴＷ２０的吸附等温线。在相同平衡浓度下，５０和１００ＢＳ膨润土对ＴＷ２０吸附量在ｐ
ｐＨ值为６．０时对ＴＷ２０的平衡吸附量较ｐＨ值为２．０时分别下降了２９．８％和２０．９％。ｐＨ值主要通过改变ＢＳ－１２的表面电荷影响ＢＳ－１２修饰膨润土带电性。ＢＳ－１２的等电区在ｐＨ值为５．１～６．１［３］，ｐＨ值低于等电区时ＢＳ－１２荷正电，高于等电区时荷负电，此时ＴＷ２０可以同时通过静电和分配作用吸附；而在等电区时，ＢＳ－１２的正负电荷强度相当，只能通过分配作用吸附ＴＷ２０，，因此呈现出Ｕ型变化的规律。图２ｐＨ值对吸附的影响Ｆｉｇ２ＥｆｆｅｃｔｏｆｐＨｏｎＴＷ２０ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎＢＳ－１２ｍｏｄｉｆｉｅｄｂｅｎｔｏｎｉｔｅｓ２．３温度对吸附的影响图３为不同温度下ＴＷ２０的吸附等温线，温度升高ＴＷ２０的吸附量上升，均呈３０℃＞２０℃＞１０℃的趋势。在较高的平衡浓度区，两种土在３０℃吸附量约为１０℃时２倍左右。通过吸附等温线数据计算对ＴＷ２０的吸附热力学参数（ΔＧ，ΔＨ和ΔＳ）结果见表１。吸附ＴＷ２０的自由能变ΔＧ均为负值，属于自发反应。绝对值
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