一种吸附容量大的凹凸棒土吸附剂及其制备方法技术

一种吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：凹凸棒原土100份、氯化钠溶液600‑800份、粉煤灰15‑20份、无水乙醇600‑800份、甲苯500‑600份、3‑氨丙基三乙氧基硅烷6‑8份、甲基丙烯酸甲酯70‑80份、甲基丙烯酸异冰片酯30‑40份、偶氮二异丁腈3‑4份、巯基乙酸钠8‑10份、丙酮500‑600份、甲醇600‑800份、盐酸溶液适量、去离子水适量。本发明专利技术工艺简单和不产生二次污染，所制备的凹凸棒土吸附剂具有粒径大、易沉降、易回收和吸附性能良好的特点，适用于工业废水处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于吸附剂
，具体涉及一种吸附容量大的凹凸棒土吸附剂及其制备方法。
技术介绍
工业废水对水体、土壤所带来的污染造成人体及动植物极大的安全隐患，如何有效地消除重金属的危害是当今环保工作面临的突出问题。近年来，吸附材料因具有高吸附效率、易再生、吸附过程为放热反应等优点，被广泛应用于重金属离子污染治理。凹凸棒土作为一种天然材料，具有原料廉价、资源丰富和比表面积大的优点，凹凸棒土具有特殊的纤维结构和晶体结构，使之具有许多特殊的物化及工艺性能，有“千土之王”和“万用之土”之美誉。由于凹凸棒土具有较大的比表面积，使其具有较强的吸附作用，在相当低的浓度下可以形成高粘度的悬浮液，其流变性能决定了它可用作胶体泥浆、悬浮剂、触变剂以及粘结剂，但凹凸棒土粉末在水中存在不易沉淀、易于造成二次污染的问题。研究改进凹凸棒土性质已受到本领域技术人员的关注。作者殷竟洲等人在《壳聚糖改性凹凸棒土对重金属离子的吸附》一文中，以凹凸棒土为载体，将壳聚糖负载于凹凸棒土表面，再与重金属离子螯合。该吸附剂既可节省壳聚糖加入量，又使分离操作简单易行，具有吸附速率快、吸附容量大、无污染等优点。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种吸附容量大的凹凸棒土吸附剂及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：凹凸棒原土100份、氯化钠溶液600-800份、粉煤灰15-20份、无水乙醇600-800份、甲苯500-600份、3-氨丙基三乙氧基硅烷6-8份、甲基丙烯酸甲酯70-80份、甲基丙烯酸异冰片酯30-40份、偶氮二异丁腈3-4份、巯基乙酸钠8-10份、丙酮500-600份、甲醇600-800份、盐酸溶液适量、去离子水适量。所述的吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其特征在于，其由如下步骤制备而成：（1）将凹凸棒原土经过200目筛子筛分，用去离子水洗涤3-5次，除去残存的杂质，再用氯化钠溶液洗涤2-3次，干燥去除水分；将洗涤好的凹凸棒土从室温升到250℃后，通过惰性气体N2作为载气使水蒸气与凹凸棒土接触反应，进一步升高温度至320-350℃，保持2-3h后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出，得到预处理的凹凸棒土；（2）将预处理的凹凸棒土与粉煤灰混合均匀，加入到1/3的无水乙醇与相当于无水乙醇重量份的去离子水配置的溶液中，超声分散2-3h，加入盐酸溶液，调节pH=3-4，60-80℃恒温搅拌4-6h，用去离子水洗涤至中性，烘干；将烘干后的产物加入到甲苯中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，室温搅拌10-12h后，加热至回流，回流搅拌反应4-6h，过滤，再用剩余的无水乙醇洗涤2-3次，在40℃下真空干燥至恒重备用；（3）将步骤（2）的产物、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、1/3的偶氮二异丁腈加入装有回流冷凝装置的反应器内，充分搅拌使反应物混合均匀；油浴加热升温，控制反应温度为80-90℃，在300-500r/min的转速下搅拌反应3-5h后，加入剩余的偶氮二异丁腈和巯基乙酸钠，升高温度至140-150℃，继续搅拌加热8-10h；冷却至室温，加入丙酮，继续搅拌1-2h，再加入甲醇，静置沉降8-10h，过滤，60-80℃真空干燥10-12h，得到吸附容量大的凹凸棒土吸附剂。所述的吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其特征在于，所述的氯化钠溶液浓度为2-3mol/L，所述的盐酸溶液的浓度为1-2mol/L。本专利技术的有益效果是：本专利技术首先对凹凸棒原土进行除杂预处理和采用水蒸汽对凹凸棒土进行活化处理，再利用超声波引起的空化作用，在溶液中形成的冲击波和微射流可以导致凹凸棒土聚集体之间的强烈的相互碰撞，将凹凸棒土的棒晶束或晶束的聚集体打碎，从而达到制备纳米凹凸棒土悬浮液，增加凹凸棒土的阳离子交换容量，抑制凹凸棒土自身团聚的现象；再利用3-氨丙基三乙氧基硅烷对其表面接枝氨基官能化，采用原位聚合的方法制备出聚甲基丙烯酸甲酯改性的凹凸棒土吸附剂，将凹凸棒土的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚甲基丙烯酸甲酯的韧性、可加工性及介电性完美地结合起来，不仅吸附工业污水中的重金属阳离子，还能吸附有机物污染；本专利技术还添加了粉煤灰，与凹凸棒土协同作用，增大了吸附剂的吸附容量，并且将粉煤灰变废为宝。本专利技术工艺简单和不产生二次污染，所制备的凹凸棒土吸附剂具有粒径大、易沉降、易回收和吸附性能良好的特点，适用于工业废水处理。具体实施方式本实施例的吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其由如下重量份的原料制备而成：凹凸棒原土100份、氯化钠溶液800份、粉煤灰20份、无水乙醇800份、甲苯600份、3-氨丙基三乙氧基硅烷8份、甲基丙烯酸甲酯80份、甲基丙烯酸异冰片酯40份、偶氮二异丁腈4份、巯基乙酸钠10份、丙酮600份、甲醇800份、盐酸溶液适量、去离子水适量。本实施例的吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其由如下步骤制备而成：（1）将凹凸棒原土经过200目筛子筛分，用去离子水洗涤5次，除去残存的杂质，再用氯化钠溶液洗涤2-3次，干燥去除水分；将洗涤好的凹凸棒土从室温升到250℃后，通过惰性气体N2作为载气使水蒸气与凹凸棒土接触反应，进一步升高温度至350℃，保持3h后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出，得到预处理的凹凸棒土；（2）将预处理的凹凸棒土与粉煤灰混合均匀，加入到1/3的无水乙醇与相当于无水乙醇重量份的去离子水配置的溶液中，超声分散3h，加入盐酸溶液，调节pH=3-4，80℃恒温搅拌6h，用去离子水洗涤至中性，烘干；将烘干后的产物加入到甲苯中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，室温搅拌12h后，加热至回流，回流搅拌反应6h，过滤，再用剩余的无水乙醇洗涤3次，在40℃下真空干燥至恒重备用；（3）将步骤（2）的产物、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、1/3的偶氮二异丁腈加入装有回流冷凝装置的反应器内，充分搅拌使反应物混合均匀；油浴加热升温，控制反应温度为90℃，在500r/min的转速下搅拌反应5h后，加入剩余的偶氮二异丁腈和巯基乙酸钠，升高温度至150℃，继续搅拌加热10h；冷却至室温，加入丙酮，继续搅拌2h，再加入甲醇，静置沉降10h，过滤，80℃真空干燥12h，得到吸附容量大的凹凸棒土吸附剂。用本实施例所制得的凹凸棒土吸附剂对浓度为20mg/L的分别含Cu2+、Cd2+、Pb2+废水进行吸附处理，在所述颗粒凹凸棒土吸附剂投加量为1g/L、250r/min的搅拌转速和吸附时间为2h的条件下，废水中Cu2+、Cd2+、Pb2+的去除率均大于90%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：凹凸棒原土100份、氯化钠溶液600‑800份、粉煤灰15‑20份、无水乙醇600‑800份、甲苯500‑600份、3‑氨丙基三乙氧基硅烷6‑8份、甲基丙烯酸甲酯70‑80份、甲基丙烯酸异冰片酯30‑40份、偶氮二异丁腈3‑4份、巯基乙酸钠8‑10份、丙酮500‑600份、甲醇600‑800份、盐酸溶液适量、去离子水适量。

【技术特征摘要】
1.一种吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：凹凸棒原土100份、氯化钠溶液600-800份、粉煤灰15-20份、无水乙醇600-800份、甲苯500-600份、3-氨丙基三乙氧基硅烷6-8份、甲基丙烯酸甲酯70-80份、甲基丙烯酸异冰片酯30-40份、偶氮二异丁腈3-4份、巯基乙酸钠8-10份、丙酮500-600份、甲醇600-800份、盐酸溶液适量、去离子水适量。2.根据权利要求书1所述的吸附容量大的凹凸棒土吸附剂，其特征在于，其由如下步骤制备而成：（1）将凹凸棒原土经过200目筛子筛分，用去离子水洗涤3-5次，除去残存的杂质，再用氯化钠溶液洗涤2-3次，干燥去除水分；将洗涤好的凹凸棒土从室温升到250℃后，通过惰性气体N2作为载气使水蒸气与凹凸棒土接触反应，进一步升高温度至320-350℃，保持2-3h后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出，得到预处理的凹凸棒土；（2）将预处理的凹凸棒土与粉煤灰混合均匀，加入到1/3的无水乙醇与相当于无水乙醇重量份的去离子水配...

【专利技术属性】
技术研发人员：严帝，
申请(专利权)人：严帝，
类型：发明
国别省市：安徽;34