173 / 2023-10-25 15:00:34

氨基硅烷改性凹凸棒石的制备及其对Cd2+的吸附性能研究

粘土矿物；凹凸棒石；氨基改性；镉；吸附

镉（Cd）是水和土壤环境中最为典型的无机污染物之一，通过制备新型高吸附容量材料去除Cd是长期以来的研究热点，但对材料成本控制和制备方法简化的研究相对较少。本研究选用常见的粘土矿物凹凸棒石为原材料，设计一种制备过程简单、吸附容量高的3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTS）/凹凸棒石复合材料。通过红外光谱、热重和X射线光电子能谱表征得出，APTS改性后凹凸棒石表面新增了C-H键和含氮基团，表面N含量由2.28%增加至8.19%。批试验结果表明，在pH为6.0、Cd²⁺初始浓度为20 mg·L^-1时，APTS改性的凹凸棒石较未改性凹凸棒石对Cd²⁺的吸附量提高了33.4%，吸附过程符合准二级吸附动力学，以化学吸附为主。APTS改性后凹凸棒石对Cd²⁺的最大吸附容量由58.84 mg·g^-1提高至88.81 mg·g^-1。APTS改性后的凹凸棒石对Cd²⁺的吸附主要发生在材料表面或孔隙，是均匀的单分子层吸附。与其他改性粘土矿物材料相比，本研究制备的APTS改性凹凸棒石对Cd²⁺的吸附容量高，制备流程较为简单，并且所用溶剂可回收利用，具有较好的应用前景。