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（西北民族大學化工學院，甘肅 蘭州 730124）

工業(yè)有機廢水的處理一直以來是人們關注的重點。有機廢水在環(huán)境中具有持久性和擴散性，其能在水環(huán)境中長期持久停留，同時也有很強的擴散能力，會由食物鏈擴散到生物體內從而導致嚴重的危害，還容易擴散到土壤環(huán)境中造成污染，還對大氣環(huán)境造成嚴重的影響[1]。而利用傳統(tǒng)生物技術處理廢水的工藝處理難降解有機物處理效果不盡如人意，原因在于微生物容易中毒失去活性，新陳代謝減慢，難以利用。有機廢水成分復雜，生物毒性強。結構復雜的芳香族化合物可通過呼吸道、皮膚等多種接觸途徑進入人體，產生的直接后果就是它會與人體中的蛋白質反應致其失活，對人體器官產生毒害作用。

其中，酚類有機物排放量大，如不經過處理將造成嚴重的水體污染，導致水資源短缺。以苯酚為例，其為結構最簡單且最常見的酚類化合物，苯酚廣泛的應用在工業(yè)生產中，低濃度苯酚長時間接觸可抑制中樞神經且損害肝腎功能，高濃度苯酚可致頭疼肺部水腫等癥狀[2]。

凹凸棒土是一種儲存量大的水合金屬鹽黏土礦物，據統(tǒng)計，我國凹凸棒土探明儲量已將近7000萬噸。凹凸棒土具有獨特的晶體孔結構和大比表面積，而且空間流變性和熱穩(wěn)定性良好，廣泛應用于生產生活中[3]。凹凸棒土自身的晶體結構不會隨反應的進行而發(fā)生明顯的改變，當吸附反應發(fā)生時，凹凸棒土表面的金屬離子可以使催化速度加快。凹凸棒土不但可以提供異相催化反應所需要的微孔和表面特征，還可以將新產生的酸堿協同催化作用。凹凸棒土儲量豐富且廉價，在環(huán)保領域有廣闊應用前景。

本實驗將以凹凸棒土和玉米秸稈為原料制備，制備凹凸棒土復合材料，進行適當的改性，以苯酚為處理對象，探究其性能。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

凹凸棒土（常州榮奧化工新材料有限公司）、玉米秸稈（取自甘肅榆中縣），濃鹽酸、苯酚等均為分析純，電阻爐、干燥箱、恒溫磁力攪拌器、分光光度計等。

1.2 凹凸棒土復合材料的制備

取適量的玉米秸稈磨碎后放入電阻爐中，高溫熱解2h后取出，去離子水洗凈后干燥備用。另稱取適量的凹凸棒土試樣，100℃的條件下烘干備用。將上述兩種試樣按照1∶1的質量比加入到盛有50mL蒸餾水的燒杯中，置于恒溫磁力攪拌器上3h，干燥后研磨過篩備用。攪拌過程中滴加1mol/L的鹽酸10mL，重復上述步驟即可得到改性凹凸棒土復合材料。

1.3 苯酚標準曲線的繪制與苯酚含量的測定

配制一系列苯酚標準溶液，利用分光光度計測出相應數值，然后繪制出苯酚標準曲線。取0.10g吸附劑加入到含有20mL濃度為10mg/L的苯酚溶液中，用保鮮膜封口后恒溫振蕩3h，取上清液測定吸光度，根據標準曲線即可計算出相應的數值。

2 結果與討論

2.1 不同凹凸棒土組成對苯酚的去除影響

分別取單一凹凸棒土、復合凹凸棒土、改性復合凹凸棒土為吸附劑來處理苯酚溶液，比較不同凹凸棒土組成吸附性能的差異，實驗結果如圖1。

圖1 不同凹凸棒土組成對苯酚的去除影響

結果表明，單一凹凸棒土對苯酚的去除率最低，改性后復合凹凸棒土對苯酚的去除率最高，達到70.6%，是單一凹凸棒土吸附效率的3倍之多。在研究的苯酚濃度范圍內，復合凹凸棒土對苯酚的吸附為單分子層表面吸附，通過有機改性的凹凸棒土表面背負載大量的有機基團，親有機性得到了大幅度提高；隨著H+對溶液慢慢地滲透，凹凸棒土表面的陽離子隨之被取代，與Si-0結合，構成Si-OH，當凹凸棒黏土的八面體中陽離子被完全析出之前，凹凸棒黏土仍保持著原來的晶體結構。即凹凸棒黏土經過的酸化后，礦物聚集體發(fā)生了解離，顆粒間雜質膠結物和碳酸鹽礦物發(fā)生了分解，而且能夠置換陽離子，能夠疏通孔道和增加比表面積，因而對苯酚等有機污染物的吸附性能變強。

2.2 溫度對改性復合凹凸棒土去除苯酚的影響

為了探究溫度對吸附劑吸附性能的影響，本實驗選取 10、15、20、20、25、30、35、40℃進行研究。結果見圖2。

圖2 溫度對改性復合凹凸棒土去除苯酚的影響

圖2表明，隨著穩(wěn)定的升高，改性復合凹凸棒土的吸附量在增加，但是超過30℃之后，吸附量有所下降，因為凹凸棒土的吸附過程是一個放熱過程，溫度過高反而不利于反應的進行。