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有机物、重金属复合污染已成为当今土壤/水环境污染的主要形式,由于有机污染物的疏水性和重金属离子的亲水性,使得常规吸附的方法难以同时有效去除环境中的有机污染物和重金属离子,因此对于有机物、重金属复合污染的同时治理已经成为当前环境研究的难点之一。本文通过采用中长碳链的十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和长碳链的十八烷基二甲基甜菜碱(BS-18)分别修饰膨润土,制得具有两性吸附性能的新型膨润土吸附材料,通过有机碳含量、X射线衍射及红外光谱分析表征了两性修饰土的结构;以批处理法深入研究了两性修饰土样对苯酚、Cd2+在单一、复合污染条件下的吸附规律,考察了修饰比例、温度、pH和离子强度这4个因素对吸附的影响,并从吸附等温线和吸附热力学角度探索了其吸附机制,试图为开发新型具有两性吸附能力的吸附剂及其在环境污染治理中的应用提供理论依据。论文取得的结果如下:(1)两性修饰膨润土样的有机碳含量、层间距与修饰比例呈正相关;XRD分析表明,两性表面活性剂对膨润土表面的修饰由0增至150%存在两种吸附模式:当修饰比例小于100%CEC时,两性表面活性剂主要通过插层方式进入到膨润土层间;当修饰比例超出100%CEC时,两性修饰剂插层进入膨润土层间已经不是主要修饰方式,而可能主要通过疏水键形式吸附在膨润土的外表面。(2)两性修饰膨润土样对苯酚的吸附能力显著增强。采用同一两性表面活性剂修饰膨润土时,各供试土样对苯酚的平衡吸附量与修饰比例呈正相关,以BS-12修饰有150BS-12>100BS-12>50BS-12>25BS-12>CK,以BS-18修饰有150BS-18>100BS-18>50BS-18>25BS-18>CK;当以相同修饰比例的BS-12和BS-18分别修饰膨润土时,同等实验条件下修饰土样对苯酚的吸附量随两性修饰剂碳链的增长而增大,如150BS-18>150BS-12、100BS-18>100BS-12、50BS-18>50BS-12、25BS-18>25BS-12。Henry模型适合用来描述两性修饰土样对苯酚的平衡吸附。苯酚在两性修饰土样上的吸附以分配作用为主,温度、pH升高均不利于苯酚的吸附,离子强度增大可促进苯酚的吸附。Cd2+的存在对BS-18修饰土样吸附苯酚具有促进作用,而对2个温度下150BS-12土样和40℃50BS-12土样吸附苯酚具有抑制作用,对其余BS-12修饰土样吸附苯酚具有促进作用。热力学参数表明,两性修饰膨润土样对苯酚的吸附是一个自发的、放热的物理吸附过程。(3)两性修饰膨润土样存在着对Cd2+吸附能力降低的趋势,采用同一两性表面活性剂修饰膨润土时,各供试土样对Cd2+的平衡吸附量在100%CEC修饰比例前与修饰比例呈正相关,100%CEC修饰比例后则呈负相关;当以相同修饰比例的BS-12和BS-18分别修饰膨润土时,同等实验条件下修饰土样对Cd2+的吸附量在低修饰比例下与两性修饰剂的碳链长度规律不明显,而在高修饰比例下与两性修饰剂的碳链长度呈正相关。Cd2+的平衡吸附可用Langmuir模型来描述。Cd2+在两性修饰土样上的吸附是层间离子交换吸附和疏水键作用两种机制的竞争作用结果。苯酚的共存对低修饰比例土样吸附Cd2+具有抑制作用,而对高修饰比例土样吸附Cd2+具有促进作用。两性修饰土样对Cd2+吸附增温不敏感,对Cd2+的吸附量随pH的升高、离子强度的减小而增大。热力学参数表明,两性修饰膨润土样对Cd2+的吸附是熵增控制的自发过程。