采用浸漬法對4A分子篩進(jìn)行表面改性，通過引入陽離子表面活性劑，使4A分子篩表面附著季銨型陽離子，并與反離子Br-形成“陰離子交換膜”，從而促使更多的Cr（VI）陰離子通過離子交換吸附到改性4A分子篩上，通過X-射線衍射（XRD）和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）對樣品的物相結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行表征分析。

    研究表明，表面活性劑的類型和疏水碳?xì)滏溄Y(jié)構(gòu)會影響4A分子篩的吸附能力，十八烷基三甲基溴化銨（OTAB）碳?xì)滏滈L，在分子篩表面形成的雙分子層密，對Cr（VI）的吸附量最大。采用準(zhǔn)一級、準(zhǔn)二級、Elovich和Bangham動力學(xué)模型對六價鉻的吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其中準(zhǔn)一級動力學(xué)方程最符合十八烷基三甲基溴化銨改性分子篩的吸附行為。同時，分別從Langmuir和Redlich-Peterson等溫吸附模型獲得六價鉻的最大吸附量為13.98mg/g，且改性分子篩以均一表面吸附為主。

    鉻污染主要來自電鍍、采礦、鋼鐵生產(chǎn)、制革和電器設(shè)備等行業(yè)，大多以Cr（VI）（如三氧化鉻、鉻酸鹽和重鉻酸鹽）和Cr（VIII）（如三氧化二鉻和硫酸鉻）形式存在。由于Cr（VI）的水溶性和遷移性較大，且具有致癌致突變作用，其毒性遠(yuǎn)高于Cr（VIII），該工業(yè)廢水的排放加劇了水環(huán)境污染，嚴(yán)重危害人類的健康。Cr（VI）通常是以鉻酸鹽（CrO2-4）和重鉻酸鹽（Cr2O2-7）的形式出現(xiàn)，主要處理技術(shù)包括化學(xué)還原、離子交換、電滲析、反滲透和活性炭吸附等方法。但上述方法存在毒性轉(zhuǎn)移、成本高和回收困難等問題，如化學(xué)還原成較低毒性的鉻化合物，仍然無法根除鉻污染。

    人工合成分子篩具有可設(shè)計(jì)性、良好的熱穩(wěn)定性和耐酸性，已成為重要的化工產(chǎn)品，如可用作吸附劑、催化劑和洗滌助劑等，其中4A分子篩是一種多孔性含水晶狀硅鋁化合物，整體構(gòu)架呈負(fù)電性，易與陽離子發(fā)生交換作用而不破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有較好的陽離子選擇性吸附特性，但對陰離子的吸附和交換能力很差。采用表面活性劑對4A分子篩進(jìn)行表面電荷調(diào)和，能有效改善4A分子篩對陰離子的吸附性能，已受到部分學(xué)者的關(guān)注。

    本文研究了表面活性劑的類型和結(jié)構(gòu)對4A分子篩吸附Cr（VI）的影響，并探討Cr（VI）在4A分子篩上的等溫吸附和動力學(xué)規(guī)律，為4A分子篩在陰離子型重金屬廢水的應(yīng)用中提供基礎(chǔ)改性技術(shù)。

    1實(shí)驗(yàn)部分

    1.1試劑與儀器

    4A分子篩（250目，SiO257.4%，Al2O326.1%）；十二烷基硫酸鈉溶液（SDS）；十二烷基苯磺酸鈉溶液（SDBS）；四丁基溴化銨溶液（TBAB）；溴化十六烷基吡啶溶液（CPB）；十二烷基三甲基溴化銨溶液（DTAB）；十六烷基三甲基溴化銨溶液（CTAB）；十八烷基三甲基溴化銨溶液（OTAB）；十二酸脫水山梨醇酯（Span-20）；曲拉通溶液（TX-100）；以上表面活性劑溶液的濃度均為0.1mol/L；重鉻酸鉀；氯化銨；硝酸銀；實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水，所用試劑均為分析純。

    GBC932B型原子吸收分光光度計(jì)（澳大利亞GBC科學(xué)儀器公司）；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市英峪予華儀器廠）；SHA-C水浴恒溫振蕩器（常州國華電器有限公司）。

    1.2樣品表征

    XRD表征采用PANalytical公司X’PertPROMPD型全自動X射線衍射儀，工作電壓40kV，工作電流40mA，CuKα射線，步長為0.033°，停留時間為8s，掃描范圍2θ=5°~50°。

    FTIR表征采用NicoletNEXUS670中紅外光譜儀，KBr壓片，掃描范圍400~4000cm。

    1.3吸附性能評價

    稱取一定量4A分子篩置于1mol/L的NH4Cl溶液中，40℃水浴攪拌6h，真空砂濾、水洗至濾液無Cl-為止（用0.1mol/L的AgNO3溶液檢測），80℃干燥4h，500℃下煅燒2h。然后將經(jīng)過處理的分子篩置于0.1mol/L的表面活性劑溶液中，40℃水浴攪拌24h后，經(jīng)真空砂濾、水洗至濾液中無Br-為止（用0.1mol/L的AgNO3溶液檢測），60℃真空干燥10h，即獲得改性分子篩。

    取10mL一定濃度的含Cr（VI）模擬廢液（pH=6.5）于離心管中，加入0.1g改性分子篩，40℃恒溫振蕩一定時間后，離心分離，用原子吸收分光光度計(jì)測定上層清液中Cr（VI）的含量變化值。

資訊來源：烷基糖苷供應(yīng)商 揚(yáng)州晨化