曲靖市环境应急处置中心高瑾
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文章采用恒温振荡的方法，研究了以溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）为改性剂制备的改性钢渣对水中苯胺吸附性能和影响因素。实验结果表明，在钢渣粒径为80-目、改性剂（CTMAB）浓度为3%、钢渣：CTMAB=1：4、pH=8.0、苯胺浓度在mg/L以内、吸附时间为min时去除率约为73%；并且改性钢渣对钢渣的吸附量随度及pH升高有所增大；改性钢渣对苯胺的吸附规律较好的符合Langmuir吸附等温式。
苯胺类化合物是芳香胺类最有代表性的物质，是环境监测的一项重要对象。目前国内外治理此类废水的方法主要有化学氧化法、生物法、吸附法、电化学法等，其中吸附法是最简单有效的方法。
钢渣由于含有一定的金属成分和空隙结构，并且生态风险小，与其它吸附材料相比，钢渣还具有密度大，在水中的沉降速度大，易于固液分离等优点，而且作为钢铁企业废弃物来源广泛，所以近年来被广泛用作废水处理的吸附剂。钢渣作为吸附剂目前主要表现在对吸附重金属和染料废水的脱色方面，对于处理有机污染物还鲜有报道，且一般钢渣吸附容量较低，为提高其吸附容量，本文利用溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）作为改性剂对钢渣进行改性并用来吸附处理苯胺废水，不仅可以废物利用，而且廉价易得，对提高钢渣的利用效率，减少其危害有重大的现实意义。
1实验部分
1.1实验材料及仪器
钢渣（四川某钢铁厂），主要化学成分为：CaO32.73%，Fe2O.83%，Al2O30.18%，SiO.33%，MnO3.29%，MgO10%，其他2.64%。用溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）改性制得改性钢渣。苯胺溶液，配制1g/L作为标准溶液备用。溶液的pH值（pHS-3C型酸度计）用HCl和NaOH溶液调节。
1.2实验方法
1.2.1改性钢渣吸附剂的制备
钢渣在℃下烘干至恒重（DHG-A型恒温鼓风干燥箱），用破碎机（PE-40×80-F防尘微型鄂式破碎机）破碎后过筛，得到不同粒径钢渣，按不同的固液比分别加入不同浓度的CTMAB溶液，搅拌一定时间后用去离子水洗涤数次直至无溴离子（用AgNO3溶液测试），烘干、筛分改性钢渣至原粒径备用。
1.2.2吸附实验
称取一定质量不同粒径的上述改性钢渣于mL锥形瓶中，加入mL不同浓度的苯胺溶液，在恒温振荡器上振荡每隔一定时间取样过滤，采用萘乙二胺偶氮光度法测定（E型可见计）计算苯胺去除率和吸附容量。
2实验结果与讨论
2.1钢渣与CTMAB固液比对吸附量的影响
称取一定量的80-目、钢渣与1%的CTMAB按1：1、1：2、1：4、1：5、1：10比例改性24h的改性钢渣10g于mL锥形瓶中，分别加入mL50mg/L的苯胺溶液，在25℃恒温振荡器中以r/min速度振荡吸附3h，实验结果如图1。
从图1中可知，固液比对吸附有相对较大的影响。固定改性剂的浓度及改性时间，在钢渣：CTMAB≤1：4时，吸附量随着固液比增大而增加；当两者比例达到1：4时，吸附容量增加到0.mg/g，去除率达到了52.6%，再增加CTMAB量，吸附容量增加幅度较小，故本文选择最佳固液比为1：4。
2.2钢渣颗粒粒径大小对吸附量的影响
图1固液比对吸附量的影响分别称取各10g20-40目、40-80目、80-目、-目，钢渣：CTMAB（3%）=1：4改性9h的改性钢渣于mL锥形瓶中，分别加入mL50mg/L的苯胺溶液，在25℃恒温振荡器中以r/min速度振荡吸附，实验结果如图2。
图2颗粒粒径对吸附量的影响从图中可以看出，苯胺吸附量随着钢渣粒径的减小而增加，粒径-目的钢渣平衡吸附量和去除率分别为0.mg/g、57%，明显大于粒径20-40目0.mg/g、45%；粒径不同的同种钢渣吸附平衡时间基本都为min；但粒径越小，在相同的吸附时间内平衡吸附量越大。粒度越小，吸附剂的比表面积越大，吸附剂与吸附质接触的机会增加，对吸附越有利，考虑到破碎所需能耗和回收时便于固液分离，后续实验中钢渣粒径选择80-目。
2.3等温吸附方程
对于溶液吸附，其吸附等温模型一般有Langmuir和Freundlich两种，Langmuir方程的线性方程形式如下：
为探讨钢渣吸附苯胺的等温方程，考察了25℃条件下，10g80-目、钢渣：CTMAB（3%）=1：4改性9h的改性钢渣做吸附剂，分别吸附mL浓度分别为50mg/L，mg/L，mg/L、mg/L，mg/L，mg/L，mg/L的苯胺吸附容量。将实验数据处理后分别进行Langmuir型和Fre－undlich型的线性拟合，从吸附等温线的拟合情况来看，Langmuir型的线性（R2=0.）要好于Freundlich型的线性（R2=0.），说明钢渣对苯胺的吸附更遵循Langmuir型等温线，钢渣与苯胺之间主要通过单分子层的表面吸附为主。
3结论
（1）经过溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）改性的改性钢渣对苯胺有很明显的吸附效果，当钢渣粒径为80-目、钢渣：CTMAB=1：4、CTMAB浓度为3%、改性9h后吸附容量达到了0.mg/g，相对的去除率为61%。
（2）在一定的范围内，改性钢渣对苯胺的吸附容量随苯胺初始浓度升高而增大，吸附平衡时间为min。
（3）pH对改性钢渣吸附废水中苯胺有较大的影响，室温时弱碱性条件下比酸性条件下去除率高，在pH=8时达到了74%的去除率。
（4）改性钢渣对苯胺的吸附规律很好的符合Lang－muir，相关系数分别为0.。
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