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随着工业的快速发展和人类生活、医疗水平的提高,重金属和抗生素污染成为困扰人类的环境问题,特别是抗生素-重金属复合污染成为环境污染治理的难题,对生态环境和人类健康造成了严重的危害。天然粘土矿物由于其比表面积较大、物理化学性质稳定、在我国境内储量丰富和价格低廉等特点,因此常被作为吸附剂用于环境污染治理。但天然粘土矿物吸附性能较弱,其吸附作用收到自身结构的限制,因此通过适当的改性方法,将天然粘土矿物研制成对抗生素和重金属吸附性能高效的吸附剂,不仅能为粘土矿物的开发利用提供一个新的途径,而且也为抗生素-重金属复合污染治理提供一个新的方向。本文在综述蒙脱石和蛭石的物化性质、改性方法等基础上,主要研究了以下几方面内容:1、以天然蒙脱石(Mt)为原材料,通过两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)改性制备了两性改性蒙脱石(BS-Mt),用XRD、FTIR、SEM/EDS、BET、TG-DSC、XPS和Zeta电位等表征手段对Mt和BS-Mt的物理化学性质进行了分析,结果表明:(1)经BS-12改性后,蒙脱石有序化降低,层间出现轻微坍塌和剥离,但基本骨架没有受到破坏,蒙脱石结构更紧密化,表面负电荷增加,这为吸附过程提供了更多吸附位点;(2)BS-Mt对四环素的吸附量较Mt有很明显的提高,Cd2+的存在能促进四环素的吸附,吸附大约在60 min左右可达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,吸附过程属于自发的放热过程;(3)BS-Mt对Cd2+的吸附能力比Mt强,四环素的存在也能促进Cd2+的吸附,吸附约在60 min左右即可达到吸附平衡,吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程属于自发的放热反应;(4)Mt和BS-Mt对四环素的吸附机理主要为静电引力和孔道截留;(5)Mt对Cd2+的吸附机理主要有离子交换、电荷吸附和孔道截留,而BS-Mt除以上几种外还有螯合作用;(6)四环素和Cd2+能够相互促进吸附的机理为:四环素和Cd2+能形成TC-Cd复合体,吸附剂对TC-Cd的亲和性更高,且四环素和Cd2+能相互起到桥连作用,促进两者的吸附作用。2、以天然蛭石(VER)为原料,用两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)为改性剂,制得两性改性蛭石(BS-VER),用XRD、FTIR、SEM/EDS、TG-DSC、XPS和Zeta等分析手段对材料进行表征,并研究材料对四环素和Cd2+的吸附性能,结果表明:(1)改性后蛭石峰型变弱,层间出现轻微的坍塌现象,热稳定性提高,在pH 510范围内,表面负电荷增多;(2)BS-VER对四环素的吸附能力较VER有一定的提高,Cd2+的存在能够促进吸附剂对四环素的吸附,整个吸附过程为自发放热反应,吸附约在60min左右达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich吸附模型。(3)BS-VER对Cd2+的吸附能力比VER强,四环素的存在能促进吸附剂对Cd2+的吸附,两种吸附剂对Cd2+的吸附都属于放热自发反应,吸附约在60 min左右达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich吸附模型;(4)VER和BS-VER对四环素的吸附机理主要有表面静电吸附作用以及孔道截留,由于BS-VER中受BS-12分子中碳链的疏水性影响,对四环素吸附效果更好;(5)VER对Cd2+的吸附机理有离子交换作用、电荷吸附以及孔道截作用,对BS-VER而言,除以上三种还有螯合作用;