水中刚果红如何去除

摘要：制备了四氧化三铁-沸石复合材料（磁性沸石）和阳离子表面活性剂改性磁性沸石（有机改性磁性沸石），采用X射线衍射分析对有机改性磁性沸石进行了表征，通过批量实验考察了有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附性能，并对相关的吸附机制进行了讨论。

实验表明，有机改性磁性沸石对水中的刚果红具备良好的吸附能力，且有机改性磁性沸石对刚果红的吸附能力远远高于磁性沸石。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附动力学符合准二级动力学模型，吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）等温吸附模型加以描述。

根据Langmuir等温吸附模型计算得到的有机改性磁性沸石对刚果红的最大吸附容量为146 mg/g（pH 7和30℃）。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附属于自发和放热的过程。有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的作用机制包括静电吸引、有机相分配、氢键和表面配位。X射线衍射分析结果表明，有机改性磁性沸石含四氧化三铁，吸附刚果红后的有机改性磁性沸石可以很容易地通过外加磁场的作用快速地从水中分离出来。上述结果表明，有机改性磁性沸石适合作为一种吸附剂去除废水中的刚果红。

随着印染工业的快速发展，印染废水排放总量不断增大并已成为严重影响环境的污染源之。印染废水中的染料很多为稠环芳香族、芳香族和杂环类化合物，有毒且难以生物降解，对环境危害大。吸附法是一种可以有效去除印染废水中染料的方法。天然沸石是呈骨架状结构的多孔性铝硅酸盐矿物，对水中阳离子染料具备较好的吸附能力，对水中阴离子染料的去除能力则较差。采用溴化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化铵等阳离子表面活性剂对天然沸石进行改性可以改变沸石表面的性质。阳离子表面活性剂改性沸石可以用于去除水中阴离子染料。但是，粉末状的阳离子表面活性剂改性沸石吸附阴离子染料后，采用传统的固液分离方法(沉淀或过滤)难以使之快速地从水中分离出来。

四氧化三铁(FE3O4,)是近年来备受研究人员关注的一种吸附剂，通过外加磁场的作用可以很方便对FE3O4-水混合体系实现固液分离。将FE3O4和粉末状沸石进行复合，所制备得到的FE3O4-沸石复合材料(磁性沸石)预计具备较强的磁分离能力。将阳离子表面活性剂进一步负载到FE3O4-沸石复合材料表面，所得到的阳离子表面活性剂改性FE3O4-沸石复合材料(有机改性磁性沸石)预计不仅可以用于去除水中的阴离子染料，而且去除阴离子染料后可以通过外加磁场的作用快速地从水中分离出来。刚果红是一种典型的联苯胺类直接偶氮阴离子型染料，厌氧条件下它会生成毒性更大的芳香胺类物质。目前，国内外关于有机改性磁性沸石去除水中刚果红的研究尚鲜见报道。本研究通过批量实验考察了有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附性能，并探讨了相关的吸附机制，以期为应用有机改性磁性沸石去除废水中刚果红提供技术支撑。。

1实验部分

1.1实验材料

实验所用的天然沸石产自浙江省缙云县，粒径为小于0.030mm。X射线衍射分析结果表明，该天然沸石含66%斜发沸石、19%丝光沸石和15%二氧化硅(质量含量)。实验所用的FeCl3．6H2O、FeSO4．7 H2O、NaOH和HCl等化学试剂均购自国药集团化学试剂有限公司，它们均为分析纯。刚果红，即分子式为C32H22N6Na2O6S2，分子量为696.68，购自国药集团化学试剂有限公司。阳离子表面活性剂溴化十六烷基吡啶购自国药集团化学试剂有限公司，含至少99%的活性物质。实验所用水为去离子水。