本发明专利技术公开了一种多元改性的膨润土吸附材料，属于复合材料及水处理技术领域。本发明专利技术以钠基膨润土作为主体材料，以有机长碳链阳离子表面活性剂，无机聚合羟基金属阳离子和功能化的短碳链有机络合剂为多组分复合改性剂，利用共聚法对膨润土进行改性，得到有机-无机多元复合膨润土吸附材料。采用本发明专利技术所得的无机-有机多元改性膨润土材料既具有无机柱撑膨润土多孔、大比表面积的特征，又具有有机膨润土碳含量高、疏水性强的特点，还赋予膨润土对金属离子强的络合吸附功能，因此，既可以同时通过表面吸附和分配两种途径吸附有机物，又可以利用络合作用去除水中重金属离子，可以在废水处理领域中推广使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种改性膨润±吸附材料，尤其设及一种W有机长碳链阳离子表面活 性剂，无机聚合径基金属阳离子和功能化的短碳链有机络合剂为多组分复合改性剂进行多 元改性的吸附材料的制备，属于复合材料领域及水处理领域。
技术介绍
膨润±作为低成本吸附剂在水处理中具有良好的应用前景。膨润±不仅储量丰 富、廉价易得，通过对膨润±进行适当修饰改性，其吸附性能可显著提高，在废水处理中有 着潜在的应用前景。改性时所用改性剂不同，则改性膨润±的层间结构和表面性质就会有 很大差异，对水中污染物的吸附也会有较高的选择性。但目前研究所用的改性剂品种仍比 较单一，大多是聚径基金属阳离子和阳离子表面活性剂。有机膨润±对水中有机污染物的 处理可显示出优异的性能，但由于其表面疏水性，对水中的重金属离子则难W去除；无机膨 润±虽然能有效去除水中的重金属离子，却不能有效吸附去除水中的有机污染物，原因是 金属径基聚阳离子具有很强的亲水性。 我国水资源短缺，水污染日趋严重；且常将各种工业废水混合后集中处理，导致废 水中同时含有大量的重金属和各种有机污染物。因此，迫切需要开发能有效去除废水中常 见污染物的膨润±基新材料和相应的新技术。但到目前为止有关研究还不多见。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有机-无机多元改性膨润±材料的制备方法； 一、多元改性膨润±材料的制备 本专利技术多元改性膨润±材料的制备它是W钢基膨润±作为主体材料，W有机长碳链阳 离子表面活性剂、无机聚合径基金属阳离子和功能化的短碳链有机络合剂多组分复合改性 剂，利用共聚法对膨润±进行多元改性，得到有机-无机多元改性的膨润±水处理材料。具 体制备工艺为：先将钢基膨润±用蒸馈水配成2~4%的悬浮液，揽拌、静置溶胀12~24h;再 在50~80°C、强烈揽拌下将由有机长碳链阳离子表面活性剂、无机聚合径基侣阳离子、功能 化的短碳链有机络合剂组成的多元柱撑剂加入膨润±悬浮液中，继续揽拌12~36h，随后老 化24~48h，抽滤，得到的固状物质用蒸馈水反复洗涂，直至无C1和化为止；然后于50~80 °C烘干至恒重，研磨，过200目筛，得到的产品为白色粉末状多元复合膨润±水处理材料。 阳0化]上述所述无机聚合径基侣阳离子柱撑剂的制备：在50~80 °C、不断揽拌下，将 0. 2~1.8mol/L的碱性溶液缓慢加入3~6倍体积量的0. 5~1.5mol/LAICI3溶液中，使得混 合溶液中0H与A1的摩尔比为2:1~3:1;揽拌3~4h后于50~80°C老化12~36h，得到 无机聚合径基侣阳离子柱撑剂。该无机聚合径基侣阳离子柱撑剂的的加入量为：6~10mmol /g膨润±。 所述有机长碳链阳离子表面活性剂与功能化的短碳链有机络合剂的摩尔比为 1:0. 5~1:1. 5,二者的总加入量为0. 82 -1. 23mmol/g膨润±。其中，所述有机长碳链阳离子 表面活性剂为十六烷基Ξ甲基漠化锭（CTAB)、十六烷基二甲基苄基氯化锭（皿BAC);功能化 的短碳链有机络合剂为二乙締Ξ胺五乙酸（DTPA)、乙二胺四乙酸（邸TA)或巧樣酸（CA)。 二、多元改性膨润±材料表征 通过X射线粉末衍射狂畑），傅立叶变换红外光谱（FT-IR)，用JSM-6701F型扫描电子 显微镜（SEM)等表征手段，对本专利技术制备的多元复合膨润±水处理材料及其原料的表面官 能团类型、结构形貌进行分析说明。 阳00引 1、X射线粉末衍射（X畑）分析 图1钢基膨润±原±(8611。及单一改性和队员改性的膨润±的乂1?。由图1可W看出， 膨润±经过复合改性之后，其表面性质和层间结构均发生了改变。原±Bent的层间距屯。1 为1.252nm，相当于蒙脱石结构层(两个娃氧四面体夹一个侣氧八面体）的厚度（0.96nm) 与一层吸附水分子厚度（0.29nm)之和，表明实验所用原±Bent确实为钢基蒙脱石。由于 膨润±的可膨胀性，改性后其结构上最显著的变化就是底面间距屯。1的大小发生变化。有 机络合剂DTPA和CTAB的引入膨润±原±的层间后，底面间距屯。1由原来的1. 252nm增大 到1. 597nm，其表面的亲水性减弱，而疏水性增强；由于层间大分子的引入，层间距增大，结 构变得较为蓬松。而当长碳链表面活性剂CTAB和络合剂DTPAW及聚合径基侣柱撑剂同时 引入膨润上原上的层间后，多元改性膨润上CTAB-DTPA-Al-Bent的层间距屯。1增大到1. 995 nm。由此可见，利用共聚法成功地制备多元改性膨润±水处理材料。2、FT-IR分析 图2为钢基膨润±原±度ent)和各种改性膨润±的红外光谱（FT-IR)图。FT-IR光 谱分析也可W说明膨润±改性前后的内部结构变化。原±Bent的主要吸收峰有六处(详见 表 1)，与原上Bent的FT-IR光谱比较发现，位于 467cmi、521cmi、793cm\845cm\916 cm1及1036cm1处膨润±的特征吸收峰在改性前后没有发生明显的变化，说明膨润±经有 机改性后娃酸盐的基本骨架没有变；而在CTAB-DTPA-Bent及CTAB-DTPA-Al-Bent的FT-IR 光谱中出现了Ξ个新的吸收峰，即1474cm1处的-邸2剪切振动吸收峰，及2851cm1和2920 cm1处的-CH2基团中H-C-H的对称和反对称伸缩振动吸收峰。由此可W推断CTAB和DTPA 有效地进入了膨润±层间。并且与Bent原±相比，多元复合膨润±CTAB-DTPA-Al-Bent在 912cm1附近的A1-0H的弯曲振动吸收峰发生部分位移，从912cm1位移到920cm1，运是因为 A13+与化+交换后进入膨润±层间，A1具有空轨道，易与膨润±结构0H中的0原子配合， 造成0H基团振动频率加强，谱峰向高波数位移，使得0H平移振动峰发生变化。运说明聚合 径基侣阳离子也成功地进入了膨润±层间。 3、扫描电镜（SEM)分析 利用扫描电镜就可W较直观的观察膨润±的表面形貌特征。观察其表面形貌特征可W发现，原±Bent和改性膨润±都是W团聚状态形式聚集的。膨润±原±Bent(图3)形似 "卷屯、菜"，颗粒较大，表面较平整，呈较规则的紧密堆积的片层结构，片体较厚，孔隙较少； 而CTAB-DTPA-Bent(图4)轮廓外形较Bent更加柔和，呈云片状，表面比较平坦光滑，舒展 程度大，连续性较好，边部有浑圆形花边，粒度分散更加均匀；CTAB-DTPA-Al-Bent(图5)的 颗粒相对较小，更为疏松，呈现出卷边的鱗片状的片层，且W不同的角度无序的排列，存在 更多剥离开的、疏松的、卷曲的片层，运些片层构成许多小孔隙。从侧面可W看到，各片层之 间有一定的距离，同时伴有一些较为尖锐的边缘，块层之间还杂着更细的小颗粒，使孔道和 间隙进一步扩大，表面积进一步增大，同时为膨润±吸附水体中污染物提供了有利的通道 和空隙结构。 W11] 综上所述，本专利技术通过将膨润±的表面改性与功能化相结合的复合改性方法，遽 选一系列具有不同结构特征的短碳链有机络合剂和聚合径基金属离子与长碳链阳离子表 面活性剂对膨润±进行多元改性，得到的多元复合膨润±具有同时去除重金离子和有机物 污染物的双重功效。与传统表面活性剂改性有机膨润±相比，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多元改性膨润土吸附材料的制备方法，是以钠基膨润土作为主体材料，以有机长碳链阳离子表面活性剂、无机聚合羟基铝阳离子和功能化的短碳链有机络合剂为多组分复合改性剂，利用共聚法对膨润土进行多元改性，得到多元改性的膨润土吸附材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙银霞，任宗礼，李春宇，李新然，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。