采用浸漬法對4A分子篩進行表面改性，通過引入陽離子表面活性劑，使4A分子篩表面附著季銨型陽離子，并與反離子Br-形成“陰離子交換膜”，從而促使更多的Cr（VI）陰離子通過離子交換吸附到改性4A分子篩上，通過X-射線衍射（XRD）和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）對樣品的物相結構和組成進行表征分析。

研究表明，表面活性劑的類型和疏水碳氫鏈結構會影響4A分子篩的吸附能力，十八烷基三甲基溴化銨（OTAB）碳氫鏈長，在分子篩表面形成的雙分子層密，對Cr（VI）的吸附量最大。采用準一級、準二級、Elovich和Bangham動力學模型對六價鉻的吸附數據進行擬合，其中準一級動力學方程最符合十八烷基三甲基溴化銨改性分子篩的吸附行為。同時，分別從Langmuir和Redlich-Peterson等溫吸附模型獲得六價鉻的最大吸附量為13.98 mg/g，且改性分子篩以均一表面吸附為主。

鉻污染主要來自電鍍、采礦、鋼鐵生產、制革和電器設備等行業，大多以Cr（VI）（如三氧化鉻、鉻酸鹽和重鉻酸鹽）和Cr（VIII）（如三氧化二鉻和硫酸鉻）形式存在。由于Cr（VI）的水溶性和遷移性較大，且具有致癌致突變作用，其毒性遠高于Cr（VIII），該工業廢水的排放加劇了水環境污染，嚴重危害人類的健康。Cr（VI）通常是以鉻酸鹽（CrO2-4）和重鉻酸鹽（Cr2O2-7）的形式出現，主要處理技術包括化學還原、離子交換、電滲析、反滲透和活性炭吸附等方法。但上述方法存在毒性轉移、成本高和回收困難等問題，如化學還原成較低毒性的鉻化合物，仍然無法根除鉻污染。

人工合成分子篩具有可設計性、良好的熱穩定性和耐酸性，已成為重要的化工產品，如可用作吸附劑、催化劑和洗滌助劑等，其中4A分子篩是一種多孔性含水晶狀硅鋁化合物，整體構架呈負電性，易與陽離子發生交換作用而不破壞內部結構，具有較好的陽離子選擇性吸附特性，但對陰離子的吸附和交換能力很差。采用表面活性劑對4A分子篩進行表面電荷調和，能有效改善4A分子篩對陰離子的吸附性能，已受到部分學者的關注。

本文研究了表面活性劑的類型和結構對4A分子篩吸附Cr（VI）的影響，并探討Cr（VI）在4A分子篩上的等溫吸附和動力學規律，為4A分子篩在陰離子型重金屬廢水的應用中提供基礎改性技術。

1實驗部分

1.1試劑與儀器

4A分子篩（250目，SiO2 57.4%，Al2O3 26.1%）；十二烷基硫酸鈉溶液（SDS）；十二烷基苯磺酸鈉溶液（SDBS）；四丁基溴化銨溶液（TBAB）；溴化十六烷基吡啶溶液（CPB）；十二烷基三甲基溴化銨溶液（DTAB）；十六烷基三甲基溴化銨溶液（CTAB）；十八烷基三甲基溴化銨溶液（OTAB）；十二酸脫水山梨醇酯（Span-20）；曲拉通溶液（TX-100）；以上表面活性劑溶液的濃度均為0.1 mol/L；重鉻酸鉀；氯化銨；硝酸銀；實驗用水均為二次蒸餾水，所用試劑均為分析純。

GBC932B型原子吸收分光光度計（澳大利亞GBC科學儀器公司）；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市英峪予華儀器廠）；SHA-C水浴恒溫振蕩器（常州國華電器有限公司）。

1.2樣品表征

XRD表征采用PANalytical公司X’Pert PRO MPD型全自動X射線衍射儀，工作電壓40kV，工作電流40mA，Cu Kα射線，步長為0.033°，停留時間為8s，掃描范圍2θ=5°~50°。

FTIR表征采用Nicolet NEXUS 670中紅外光譜儀，KBr壓片，掃描范圍400~4000cm。

1.3吸附性能評價

稱取一定量4A分子篩置于1mol/L的NH4Cl溶液中，40℃水浴攪拌6h，真空砂濾、水洗至濾液無Cl-為止（用0.1 mol/L的AgNO3溶液檢測），80℃干燥4h，500℃下煅燒2h。然后將經過處理的分子篩置于0.1 mol/L的表面活性劑溶液中，40℃水浴攪拌24h后，經真空砂濾、水洗至濾液中無Br-為止（用0.1 mol/L的AgNO3溶液檢測），60℃真空干燥10h，即獲得改性分子篩。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關技術文檔。

取10mL一定濃度的含Cr（VI）模擬廢液（pH=6.5）于離心管中，加入0.1g改性分子篩，40℃恒溫振蕩一定時間后，離心分離，用原子吸收分光光度計測定上層清液中Cr（VI）的含量變化值。

詳情請點擊下載附件：表面活性劑改性4A分子篩處理陰離子型重金屬廢水