Wechselwirkung von Tensiden und organischen Schadstoffen an Schichtsilikaten

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit den Wechselwirkungen kationischer Tenside (Monoalkyltrimethyl- und Dialkyldimethylammoniumbromide mit Alkylkettenlängen von C$_{12}$ bisC$_{18}$) und organischer Schadstoffe (Nitrophenole und 2-Naphthol) bei der Mischadsorption an Schichtsilikaten. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Aufklärung der für die synergistischen oder antagonistischen Effekte verantwortlichen Mechanismen bei der Adsorption an partiell und vollständig hydrophobierten Schichtsilikaten. Aus den Messungen zur Adsorptionskinetik, den Adsorptionsisothermen und der Bestimmung der Austauschenthalpien, sowie aus Untersuchungen zur Interkalation ergeben sich folgende Ergebnisse: - $\textit{Kationische Tenside}$ adsorbieren an den äußeren und bei quellfähigen Schichtsilikaten auch an den inneren Adsorbensobertlächen. Sie ersetzen die ursprünglichen anorganischen Kationen (Ionenaustausch) und verändern in Abhängigkeit von ihrer Größe und Struktur die Adsorptionseigenschaften der Schichtsilikate erheblich. Durch die Adsorption der Kationtenside innerhalb der Zwischenschichten wird der Schichtabstand abhängig von der adsorbierten Menge sowie Länge und Anzahl der adsorbierten Tensidalkylketten vergrößert. - An $\textit{hydrophilen}$ Schichtsilikaten adsorbieren schwer wasserlösliche organische Schadstoffe bei kleinen und mittleren Konzentrationen nur $\textit{geringfügig}$ und ohne Nutzung der Schichtzwischenräume. - An $\textit{hydrophobierten}$ Schichtsilikaten adsorbieren die gleichen Schadstoffe in $\textit{verstärktem}$ Maß auch in den Schichtzwischenräumen. Die Adsorptionsverstärkung nimmt mit der Dichte des adsorbierten Tensidfilms zu. 2-Naphthol wird zudem in Tensidmizellen solubilisiert und bei gleichzeitiger Präsenz von adsorbierten Tensidfilmen und Tensidmizellen durch Solubilisation dem Adsorbat entzogen. - Bei $\textit{hohen Schadstoffkonzentrationen im Bereich der Sättigungskonzentration erschweren}$ die adsorbierten Tenside, mit Ausnahme des C$_{12}$-Trimethylammoniumbromids, die Schadstoffadsorption an hydrophobierten Schichtsilikaten. - Das $\textit{Adsorptionsgleichgewicht}$ läßt sich in dem gesamten Konzentrationsbereich im Fall der Adsorption am C$_{12}$-Bentonit mit dem $\textit{Henry'schen}$ Verteilungsgesetz und in allen übrigen Fällen mit einer $\textit{Freundlich}$-Isotherme beschreiben. [...