有机改性蒙脱土对萘的吸附机制和影响因子

我国场地土壤中多环芳烃（PAHs）污染或PAHs-重金属复合污染是常见的污染类型，对公众健康与环境构成巨大威胁.本研究利用耗散型石英晶体微天平（QCM-D）技术和批量吸附实验，探究实验室制备的2种有机改性黏土对萘的吸附机制，以及萘与Cu²⁺共存时黏土颗粒吸附情况.结果表明，25℃时，十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土（CTAB-SMF）的吸附等温线符合Freundlich模型（R²>0.92，n>1），说明其对萘的吸附位点具有多样性，在较高萘平衡浓度（c_e=1 mmol ·L^-1）下吸附分配系数K_d为SMF的13.4倍；3-巯基丙基三甲氧基硅烷改性蒙脱土（TMSP-SMF）的吸附等温线符合Langmuir模型（R²>0.96），在较高萘平衡浓度（c_e=1 mmol ·L^-1）下吸附分配系数K_d为SMF的1.14倍.说明2种有机改性黏土对萘的吸附效果优于SMF颗粒.3种黏土颗粒对萘的吸附焓在-30~-10 kJ ·mol^-1之间，均为自发物理吸附.溶液离子强度升高抑制了SMF吸附萘，但对改性黏土吸附萘无显著影响.萘平衡浓度较低（c_e=0.1 mmol ·L^-1）时，Cu²⁺的存在使TMSP-SMF对萘的吸附效果增加了3倍；同时萘能促进2种改性黏土对Cu²⁺的吸附.本研究通过原位在线QCM-D检测了黏土对萘的吸附机制，结果与批量吸附实验结果一致：CTAB-SMF对萘的吸附位点主要为黏土层间的改性剂基团，TMSP-SMF则位于黏土颗粒表面的改性剂基团.本项研究结果显示，QCM-D技术是一种有效的原位在线表征黏土膜吸附有机污染物的方法，2种有机改性的黏土颗粒可作为应用于PAHs或PAHs-重金属复合污染场地的修复材料.

Investigating Adsorption of Naphthalene to Organo-Modified Montmorillonites and Influencing Factors