苯胺是染料、農(nóng)藥和醫(yī)藥生產(chǎn)中的重要中間體。但是，苯胺是一種難生物降解 的有毒物質(zhì)，毒性很大，通過皮膚和吸入蒸氣被人體很快吸收，會(huì)產(chǎn)生紫斑癥。我國 己將其列入“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”。

因此，國內(nèi)外對(duì)含苯胺廢水的治理曰益重視。目前，國內(nèi)外治理此類廢水的方法主要有化學(xué)氧化法、光氧化法、生物法等。 這類處理手段存在氧化劑消耗量大，處理時(shí)間長等不足。由于污染治理本身不能帶來 經(jīng)濟(jì)效益，所以在進(jìn)行污染治理時(shí)除了強(qiáng)調(diào)治理效果外，治理的費(fèi)用則是最重要的。陶紅等以天然巖石礦物為原料，經(jīng)過較簡單的工藝過程合成的13X沸石分子篩用于吸附水中苯胺的實(shí)驗(yàn)。

結(jié)果表明：分子篩對(duì)苯胺的吸附速率非常快，吸附時(shí) 間為10min時(shí)，吸附基本達(dá)飽和；一般當(dāng)分子篩用量為10g/L時(shí)，水中苯胺的去 除率達(dá)95%;隨著pH值的增加，苯胺在分子篩上的吸附率減小；溫度増加，吸附率有所增加，但常溫下，苯胺的吸附率也能達(dá)到93%; 13X分子篩對(duì)苯胺的最大吸附量可達(dá)10mg/g，其吸附規(guī)律較好地符合Frucndlich吸附等溫式；飽和的苯胺分子篩，用質(zhì)量濃度為20%、溫度為60°C的氯化鈉溶液洗脫，解吸率近于100%， 且解吸后的分子篩在未經(jīng)任何處理的情況下仍能吸附苯胺；說明采用13X分子篩 處理含苯胺廢水，不僅吸附效果好而且再生能力也強(qiáng)，為實(shí)際處理含苯胺廢水提供了可行性依據(jù)。研究報(bào)告如下。
實(shí)驗(yàn)方法吸附及解吸均采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)法，各取6份初始濃度為50mg/L的苯胺 溶液50mL，各加入0.5g分子篩，同時(shí)開始攪拌，每隔一定時(shí)間依次從杯中取上 清液離心后分析濃度，繪制吸附速率曲線，將0.5g分子篩分別與不同濃度的50mL苯胺水溶液在燒杯中混合撹拌，離心后取上清液測濃度，繪制吸附等溫曲線，并考察不同溫度、pH值及用量對(duì)吸附率的影響。

(1)吸附速率曲線13X分子篩對(duì)苯胺的吸附速率曲線，

(2)吸附等溫曲線吸附等溫曲線（圖4-4)呈現(xiàn)出明顯的非線性特征，這表明13X分子篩與苯胺之間主要是通過吸附方式發(fā)生作用的，從圖中可見最大吸附量可達(dá)10mg/g，這一方面是由于13X分子篩特殊的孔道結(jié)構(gòu)及較大的比表面積。13X分子篩是一種極性吸附劑，與活性炭不同，活性炭的吸附力完全是色散力，分子篩的強(qiáng)吸附力是色散力和靜電力的加和產(chǎn)生的。由于分子篩孔穴中陽離子的存在給出一個(gè)強(qiáng)的局部電場，正是由于這種靜電力的關(guān)系，使得分子篩對(duì)極性、不飽和及易極化分子具有優(yōu)先的選擇吸附作用，苯胺是極性化合物，能與分子篩表面發(fā)生強(qiáng)烈的吸附作用，且分子直徑適中，可進(jìn)入分子篩的孔道中被吸附。

(3)溫度對(duì)吸附性能影響根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出溫度對(duì)吸附性能影響的曲線（圖4-5)，由圖中可看出分子篩對(duì)苯胺的吸附率隨溫度的增加而有所增加，這是因?yàn)楸桨肺⑷苡诶渌S著溫度升高，苯胺在水中的溶解度也不斷增加，與水分子的親和力大大增加。13X沸石分子篩由于晶格中存在剩余電荷，使其表面有極性，易于吸附親水性物質(zhì)。所以，隨著溫度升高，苯胺的吸附率相應(yīng)提髙。從圖中還可看出，即使在常溫下，苯胺的吸附率也能達(dá)到93%，說明常溫下分子篩能有效去除水中的苯胺。

可見分子篩對(duì)苯胺的吸附速率非常快，吸附時(shí)間為10min時(shí)，苯胺的去除率達(dá)96%，以后隨著時(shí)間延長，吸附率增加不大，說明吸附己達(dá)到平衡，由此可知13X分子篩可用于水體中苯胺的迅速、高效的處理。

（4）pH值對(duì)吸附率的影響pH值對(duì)分子篩吸附苯胺的影響

pH值為4時(shí)吸附率最大,以后隨著pH值的增加,苯胺在分子篩上的吸附率減小,這是由于苯胺屬弱酸性離子化合物,在一定的pH值范圍內(nèi)發(fā)生部分離子化。

水溶液中存在有離子和非離子兩種形態(tài),當(dāng)pH值降低時(shí),溶液中H+濃度增加,化合物的非離子形態(tài)所占的比例相對(duì)增大。

非離子形態(tài)具有極高的疏水性與離子形態(tài)相比更容易被分子篩的疏水表面所吸附。

當(dāng)pH值達(dá)到10時(shí),苯胺幾乎已全部呈離子形態(tài),致使吸附率大大降低,但pH值為2時(shí)反而比pH值為4的吸附率低,這是因?yàn)閺?qiáng)酸性條件下,存在過多的氫離子,由于氫離子的半徑比苯胺的半徑小,優(yōu)先進(jìn)入13X分子篩的孔道中,降低了苯胺的吸附率。

(5)分子篩用量對(duì)吸附率的影響分子篩用量對(duì)吸附率的影響

水中苯胺的吸附率隨分子篩用量的増加而提高,一般當(dāng)分子篩用量為
10g/時(shí),水中苯胺的去除率達(dá)95%,此后,隨著用量増加吸附率雖有增加,但
增加率很小,說明吸附已達(dá)飽和。所以,從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),在實(shí)驗(yàn)中選用10gL
分子篩。

(6)胺的解吸實(shí)驗(yàn)為了進(jìn)一步考察13X分子篩工業(yè)應(yīng)用的可行性,進(jìn)行了解吸效果的實(shí)驗(yàn)。

先將0.5g分子篩放入濃度為50mg/L的苯胺溶液中進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),吸附時(shí)間為10min。吸附后的分子篩分別用溫度為15℃、40℃、60℃,質(zhì)量濃度分別為10%、20%、30%的氯化鈉溶液洗脫,洗脫時(shí)間為10min。然后將解吸后的分子篩不經(jīng)任何處理,立即進(jìn)行第二次吸附實(shí)驗(yàn),條件與第一次相同,再用
同樣的氯化鈉溶液進(jìn)行第二次解吸實(shí)驗(yàn),時(shí)間仍為10min。

表4-14?13X分子篩解吸試驗(yàn)的結(jié)果

從表4-14中可見：第一次解吸實(shí)驗(yàn)，苯胺的解吸率均大于90%，解吸后的分 子篩對(duì)苯胺的吸附率基本上達(dá)90%，說明分子篩的重復(fù)利用性較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表 明，氯化鈉洗脫液的濃度及溫度對(duì)解吸率有較大的影響，當(dāng)氯化鈉質(zhì)量濃度為 20%、溫度為60°C時(shí)，洗脫效果最好。