有机改性蛭石在水污染治理方面的应用及研究进展

　　天然硅酸盐矿物蛭石在自然界分布广，具有阳离子交换能力强、比表面积大等特点，经过改性后在水污染修复方面优势突出。目前，国内外对新型有机污染物的去除研究较为火热，以表面活性剂改性为代表的有机改性方法占比较大。有机改性需考虑：（1）控制疏水性，增加特定活性基团；（2）控制负载量，避免内部空间和活性附着位点减少；（3）有对生物的产生不良影响的风险，运用范围有限。1、双子表面活性剂改性双子表面活性剂可简单理解为两个活性剂分子通过共价键合链接起来的新型表面活性剂。根据不同的表面活性剂和键合基团种类，可发展出多种双子表面活性剂，由于其表面活性特征，可作为水体有机污染物去除的蛭石优良改性剂。污染物的阴、阳离子基团相隔越远，胺基团与改性蛭石的带负电荷层间吸引力越强。改性剂与污染物的有机基团作用可形成新的吸附活性位点，例如氢键。表面活性剂负载量可引起蛭石层结构性质变化，对不同价态的同一污染物吸附率出现差异。蛭石层间阳离子与有机离子交换缓慢，改性前可先在蛭石层间引入Na提高速率。蛭石改性效果和吸附效果的主要影响因素有疏水性，化学键相互作用，基团在主链和侧链位置差异，表面活性剂浓度，官能团数量和类型，蛭石电荷密度，蛭石空间排列方式，pH等。Shen等人采用2种不同的双子表面活性剂改性蛭石去除双酚A污染物，发现异芳环间的作用有利于吸附芳香污染物。Wang等人也证明表面活性剂与吸附质之间的氢键和相互作用，可以提高吸附容量。Liu等采用分别带羧酸盐、磺酸盐和磷酸盐（两性亲水）的负电荷基团做两性表面活性剂制作有机蛭石去除双酚类有机污染物，带磷酸盐基团的吸附效果最好。Yu等人的研究得到4种不同的双子表面活性剂做间隔基改性蛭石去除工业苯酚污染物的效果为：烷基二甲基苯基2丁烯基2丁炔基。Liu等人采用生物安全性好的两性表面活性剂磷脂酰胆碱改性蛭石吸附抗生素土霉素和环丙沙星，认为水的存在促进磷脂酰胆碱插层进入蛭石层间，并以多重排列形式存在。2、季铵盐改性及其他有机改性季铵盐可根据活性基团数量，位置，烷基空间结构和长度来进行分类，其性质和蛭石的电荷密度能够影响其在蛭石的空间排列方式。含胺基的有机分子上的自由电子为粘土吸附重金属提供助力。季铵盐有机阳离子替换蛭石层间无机阳离子，撑大蛭石间距，排除层间水，提高范德华力。季铵盐表面活性剂改性将蛭石表面负电荷变为正，吸附阴离子或有机污染物，不同形态的离子吸附在改性蛭石的最大量对应的pH条件不同。在低pH下，官能团质子化，硅醇与铝醇基团作用形成的络合物，从而提高阴离子吸附能力，争夺表面活性位点，在高pH环境下，官能团去质子化，有利于金属阳离子污染物吸附。Gu等人认为共价键的形成可以使胺基（聚酰胺基团）与Pb2紧密结合从而有效从废水中去除，采用偶联剂、高分子聚合物和胺类化合物制作有机改性蛭石选择性强，盐酸解析效果在90左右。乙胺改性的蛭石的Se吸附量为改性前的1。4倍左右，K、Na、Ca2等阳离子及低分子有机酸较大阻碍改性蛭石吸附。资料来源：《邹羿菱云，刘云利，骆凤，等。硅酸盐矿物蛭石的改性及对水体中污染物的吸附研究进展〔J〕。化工新型材料，2021，49（08）：274280》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！