CTAB 改性 clinoptilolite 微珠对刚果红的吸附性能研究

《Scientific Reports》：CTAB-functionalized clinoptilolite alginate microbeads for enhanced Congo Red adsorption: performance, kinetics and equilibrium analysis

　　

摘要

刚果红（Congo Red，CR）是一种阴离子染料，由于其具有抗生物降解性、水溶性以及耐受工业废水环境的特点，因此会在工业废水中长期存在。天然clinoptilolite是一种低成本的水处理吸附剂，但其带负电荷的表面限制了其有效去除阴离子染料的能力。在本研究中，研究人员利用钙交联的海藻酸盐基质制备了表面经过十六烷基三甲基铵溴化物（CTAB）改性的clinoptilolite微珠，以增强其对刚果红的吸附能力。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量分散X射线光谱（EDX）对改性后的微珠进行了表征。实验通过批量吸附实验评估了初始染料浓度、微珠用量和接触时间对刚果红去除效果的影响。在实验条件下，使用0.075克吸附剂后，经过15小时处理，CTAB改性的微珠的最大吸附 capacity 达到51.69 mg/g，刚果红的去除效率为76.93%。吸附动力学过程符合伪二级模型，而平衡数据则更符合Langmuir等温模型，这表明CTAB改性后微珠的吸附亲和力得到提升。除了性能提升外，这种微珠形式相比粉末形式还具有实际优势，如回收过程中材料损失更少，并且在废水处理过程中更易于操作。总之，CTAB改性的clinoptilolite微珠是实验室规模去除刚果红的一种有前景的吸附剂。