摘要：制備了四氧化三鐵-沸石復(fù)合材料（磁性沸石）和陽(yáng)離子表面活性劑改性磁性沸石（有機(jī)改性磁性沸石），采用X射線衍射分析對(duì)有機(jī)改性磁性沸石進(jìn)行了表征，通過(guò)批量實(shí)驗(yàn)考察了有機(jī)改性磁性沸石對(duì)水中剛果紅的吸附性能，并對(duì)相關(guān)的吸附機(jī)制進(jìn)行了討論。

實(shí)驗(yàn)表明，有機(jī)改性磁性沸石對(duì)水中的剛果紅具備良好的吸附能力，且有機(jī)改性磁性沸石對(duì)剛果紅的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磁性沸石。有機(jī)改性磁性沸石對(duì)水中剛果紅的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附平衡數(shù)據(jù)可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）等溫吸附模型加以描述。

根據(jù)Langmuir等溫吸附模型計(jì)算得到的有機(jī)改性磁性沸石對(duì)剛果紅的最大吸附容量為146 mg/g（pH 7和30℃）。有機(jī)改性磁性沸石對(duì)水中剛果紅的吸附屬于自發(fā)和放熱的過(guò)程。有機(jī)改性磁性沸石吸附水中剛果紅的作用機(jī)制包括靜電吸引、有機(jī)相分配、氫鍵和表面配位。X射線衍射分析結(jié)果表明，有機(jī)改性磁性沸石含四氧化三鐵，吸附剛果紅后的有機(jī)改性磁性沸石可以很容易地通過(guò)外加磁場(chǎng)的作用快速地從水中分離出來(lái)。上述結(jié)果表明，有機(jī)改性磁性沸石適合作為一種吸附劑去除廢水中的剛果紅。

隨著印染工業(yè)的快速發(fā)展，印染廢水排放總量不斷增大并已成為嚴(yán)重影響環(huán)境的污染源之。印染廢水中的染料很多為稠環(huán)芳香族、芳香族和雜環(huán)類化合物，有毒且難以生物降解，對(duì)環(huán)境危害大。吸附法是一種可以有效去除印染廢水中染料的方法。天然沸石是呈骨架狀結(jié)構(gòu)的多孔性鋁硅酸鹽礦物，對(duì)水中陽(yáng)離子染料具備較好的吸附能力，對(duì)水中陰離子染料的去除能力則較差。采用溴化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化銨等陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)天然沸石進(jìn)行改性可以改變沸石表面的性質(zhì)。陽(yáng)離子表面活性劑改性沸石可以用于去除水中陰離子染料。但是，粉末狀的陽(yáng)離子表面活性劑改性沸石吸附陰離子染料后，采用傳統(tǒng)的固液分離方法(沉淀或過(guò)濾)難以使之快速地從水中分離出來(lái)。

四氧化三鐵(FE3O4,)是近年來(lái)備受研究人員關(guān)注的一種吸附劑，通過(guò)外加磁場(chǎng)的作用可以很方便對(duì)FE3O4-水混合體系實(shí)現(xiàn)固液分離。將FE3O4和粉末狀沸石進(jìn)行復(fù)合，所制備得到的FE3O4-沸石復(fù)合材料(磁性沸石)預(yù)計(jì)具備較強(qiáng)的磁分離能力。將陽(yáng)離子表面活性劑進(jìn)一步負(fù)載到FE3O4-沸石復(fù)合材料表面，所得到的陽(yáng)離子表面活性劑改性FE3O4-沸石復(fù)合材料(有機(jī)改性磁性沸石)預(yù)計(jì)不僅可以用于去除水中的陰離子染料，而且去除陰離子染料后可以通過(guò)外加磁場(chǎng)的作用快速地從水中分離出來(lái)。剛果紅是一種典型的聯(lián)苯胺類直接偶氮陰離子型染料，厭氧條件下它會(huì)生成毒性更大的芳香胺類物質(zhì)。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于有機(jī)改性磁性沸石去除水中剛果紅的研究尚鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)批量實(shí)驗(yàn)考察了有機(jī)改性磁性沸石對(duì)水中剛果紅的吸附性能，并探討了相關(guān)的吸附機(jī)制，以期為應(yīng)用有機(jī)改性磁性沸石去除廢水中剛果紅提供技術(shù)支撐。具體參見(jiàn)http://szhmdq.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用的天然沸石產(chǎn)自浙江省縉云縣，粒徑為小于0.030mm。X射線衍射分析結(jié)果表明，該天然沸石含66%斜發(fā)沸石、19%絲光沸石和15%二氧化硅(質(zhì)量含量)。實(shí)驗(yàn)所用的FeCl3．6H2O、FeSO4．7 H2O、NaOH和HCl等化學(xué)試劑均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，它們均為分析純。剛果紅，即分子式為C32H22N6Na2O6S2，分子量為696.68，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。陽(yáng)離子表面活性劑溴化十六烷基吡啶購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，含至少99%的活性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)所用水為去離子水。

1.2吸附劑制備

1.2.1磁性沸石制備

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