一种用于工业废水处理的吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于工业废水处理的吸附剂的制备方法，具体步骤包括：（1）吸附基体的致孔改性；（2）表面活性剂改性；（3）交联改性；本发明专利技术吸附剂以膨润土和累托石进行复合作为基础吸附剂原料，充分利用膨润土在废水中的高分散性和离子交换性能，以及累托石特殊的层状孔道结构和对有机、无机分子强的亲和性，二者结合作为吸附基质材料极大提高了单一原料作为吸附剂的吸附活性，扩展了其吸附应用的范围；另外本发明专利技术采用多种改性方法对基体进行改性，极大的改善了吸附剂的性能，使得吸附剂对重金属离子的废水、染料废水或化工废水的吸附性能极好。

Adsorbent for treating industrial waste water and preparation method thereof

The present invention provides a method for preparing adsorbent for the treatment of industrial wastewater, the specific steps include: (1) by macroporous matrix modification; (2) modification of surface active agent; (3) modification; the present invention sorbent using bentonite and rectorite composite as based on adsorbent material, make full use of bentonite in wastewater of high dispersion and ion exchange properties, and the layered structure of Rectorite and special for organic and inorganic molecules with strong affinity, as the combination of the two adsorption matrix material greatly improves the single raw materials as adsorbent adsorption activity, expanded the scope of the application of adsorption; also the invention adopts various modification methods of matrix modification, greatly improved the performance of the adsorbent, the adsorption of heavy metal ions in wastewater, dye wastewater and chemical wastewater Excellent performance.

【技术实现步骤摘要】
一种用于工业废水处理的吸附剂及其制备方法
本专利技术属于工业废水处理
，具体涉及一种用于工业废水处理的吸附剂及其制备方法。
技术介绍
伴随工业技术的飞速发展，由废水引起的环境污染问题日益突出。工业污水的处理成为各界关注的热点，而工业废水中又主要以印染废水、重金属离子废水以及化工废水的体量最大，如何及时高效的处理好这几种废水是工业废水处理领域最重大的课题。废水处理方法一般有：物理方法、化学方法、生物方法。废水处理中运用的物理法主要是吸附法，且物理法也是工业应用中最为常见的处理方法。吸附处理技术是一种简单有效的处理废水的技术，在含重金属离子工业废水、染料废水、石化废水等的处理中有广泛应用。吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。多孔性物质可以做吸附剂，如活性炭、吸附树脂、木屑和天然矿物等。吸附按其作用力可分为物理吸附，化学吸附和离子交换吸附三种。水处理中大多数吸附现象都是上述三种吸附作用的综合结果。工业上常用的吸附剂有活性炭、活性硅藻土、活化煤、天然蒙托土和煤渣等。国内外主要和传统的吸附剂是活性碳。活性碳对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。膨润土也叫斑脱岩，皂土或膨土岩。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。膨润土作为一种新型吸附剂的原材料具有廉价、易得等特点，在废水处理方面的研究和应用也有文献报道。我国膨润土的储量世界第一位，种类齐全，分布广，遍布26个省市，产量和出口均居世界前列，加强和加快这种廉价膨润土资源的开发应用，制备成一种可吸附工业废水的吸附材料具有较大实用价值。而累托石是一种具有特殊结构、较为罕见的层状硅酸盐粘土矿物，累托石结构中蒙脱石层间的水化阳离子，可以被大量其它无机、有机阳离子交换，如钠、铝、硅及季胺盐等单一或复合离子，能吸附各种无机离子、有机分子和气体分子，并且这种吸附和交换是可逆的。现有技术已经有许多膨润土、累托石等粘土矿物作为吸附剂的报道，但大多研究只是单一矿物为基体作为吸附基质，并且对粘土矿物的改性也只是简单的改性，未能充分发挥粘土矿物作为吸附剂的潜能，其效果还不能满足工业化快速、高效的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于工业废水处理的吸附剂及其制备方法，以解决现有技术存在的吸附剂吸附效果差，吸附效率低，不能满足工业化快速、高效且应用范围广阔要求的缺陷。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案为：一种用于工业废水处理的吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）吸附基体的致孔改性：取20-40份的膨润土粉体和30-40份的累托石粉体分散于120-160份的溶剂中，然后加入一定量可溶性镁盐溶液，并调节pH为约中性，在加热的条件下不断搅拌改性2-3h，改性反应完之后将产物进行分离、干燥、备用；（2）表面活性剂改性：将步骤（1）得到的产物加入100-160份的溶剂中，并在不断的搅拌下分别加入6-10份表面活性剂十二烷基硫酸钠和5-10份的十六烷基三甲基溴化铵进行改性反应，所述改性反应在水浴下进行，反应温度为70-80℃，反应时间为3-6小时，改性完后进行过滤、洗涤、干燥、粉碎，获得表面活性剂改性粉体；（3）交联改性：取8-16份的聚乙烯醇加入40-60份的去离子水中，在80-90℃下搅拌至溶解，然后将步骤（2）得到的表面活性剂改性粉体加入到上述聚乙烯醇溶液中，并同时加入5-10份壳聚糖和5-10份的葡萄糖，在不断的搅拌下混合均匀，之后将上述混合物加入到硼酸溶液中进行固定化交联，随后固化物洗净、烘干，即得到复合交联吸附剂。所述步骤（1）和（2）中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。所述可溶性镁盐溶液为氯化镁或硫酸镁溶液，且可溶性镁盐的用量使得步骤（1）中改性后的产物中镁的含量为4-6wt%。所述硼酸溶液为饱和硼酸溶液；进行固定化交联时温度控制在6至18℃之间，交联的时间为4-10h。所述步骤（1）、（2）或（3）中干燥或烘干的温度为80-100℃，时间为8-12h。另外，本专利技术还要求保护所述用于工业废水处理的吸附剂的方法制备得到的吸附剂。并且要求保护所述吸附剂在处理工业废水中的应用，所述工业废水为含重金属离子的废水、染料废水或化工废水中的一种或多种。所述含重金属离子的废水中的重金属包括铬、汞、铜等；所述染料废水包括罗丹明B、甲基橙、刚果红和甲基蓝，所述化工废水包括酚类、芳香族有机化合物。本专利技术的技术效果为：（1）本专利技术吸附剂以膨润土和累托石进行复合作为基础吸附剂原料，充分利用膨润土在废水中的高分散性和离子交换性能，以及累托石特殊的层状孔道结构和对有机、无机分子强的亲和性，二者结合作为吸附基质材料极大提高了单一原料作为吸附剂的吸附活性，扩展了其吸附应用的范围；（2）本专利技术首先采用镁盐对膨润土和累托石进行致孔，这能够在一定程度上改善二者的孔道分布，提高其内表面积，从而改善其吸附性能；（3）本专利技术采用十二烷基硫酸钠表面活性剂和十六烷基三甲基溴化铵对膨润土和累托石进行改性，使得膨润土和累托石表面镶嵌大量有机分子基团，能够改善其交替性能和吸附性能；（4）本专利技术利用聚乙烯醇强度和稳定性号的特性，通过固定化交联反应将大分子壳聚糖和葡萄糖固定于吸附基质的表面，进而利用壳聚糖和葡萄糖优异的吸附性能来发挥吸附活性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的阐述：实施例1一种用于工业废水处理的吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）吸附基体的致孔改性：取30份的膨润土粉体和35份的累托石粉体分散于140份的溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入一定量可溶性氯化镁溶液，并调节pH为约中性，在加热的条件下不断搅拌改性2.5h，改性后的产物中镁的含量为4.6wt%，改性反应完之后将产物进行分离、干燥、备用；（2）表面活性剂改性：将步骤（1）得到的产物加入130份的溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，并在不断的搅拌下分别加入8份表面活性剂十二烷基硫酸钠和8份的十六烷基三甲基溴化铵进行改性反应，所述改性反应在水浴下进行，反应温度为75℃，反应时间为4小时，改性完后进行过滤、洗涤、干燥、粉碎，获得表面活性剂改性粉体；（3）交联改性：取12份的聚乙烯醇加入50份的去离子水中，在85℃下搅拌至溶解，然后将步骤（2）得到的表面活性剂改性粉体加入到上述聚乙烯醇溶液中，并同时加入8份壳聚糖和8份的葡萄糖，在不断的搅拌下混合均匀，之后将上述混合物加入到硼酸溶液中进行固定化交联，所述硼酸溶液为饱和硼酸溶液；进行固定化交联时温度控制在15℃之间，交联的时间为7h；随后固化物洗净、烘干，即得到复合交联吸附剂。实施例2一种用于工业废水处理的吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）吸附基体的致孔改性：取20份的膨润土粉体和30份的累托石粉体分散于120份的溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入一定量可溶性氯化镁溶液，并调节pH为约中性，在加热的条件下不断搅拌改性2h，改性后的产物中镁的含量为5wt%，改性反应完之后将产物进行分离、干燥、备用；（2）表面活性剂改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于工业废水处理的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：吸附基体的致孔改性：取20‑40份的膨润土粉体和30‑40份的累托石粉体分散于120‑160份的溶剂中，然后加入一定量可溶性镁盐溶液，并调节pH为约中性，在加热的条件下不断搅拌改性2‑3h，改性反应完之后将产物进行分离、干燥、备用；表面活性剂改性：将步骤（1）得到的产物加入100‑160份的溶剂中，并在不断的搅拌下分别加入6‑10份表面活性剂十二烷基硫酸钠和5‑10份的十六烷基三甲基溴化铵进行改性反应，所述改性反应在水浴下进行，反应温度为70‑80℃，反应时间为3‑6小时，改性完后进行过滤、洗涤、干燥、粉碎，获得表面活性剂改性粉体；交联改性：取8‑16份的聚乙烯醇加入40‑60份的去离子水中，在80‑90℃下搅拌至溶解，然后将步骤（2）得到的表面活性剂改性粉体加入到上述聚乙烯醇溶液中，并同时加入5‑10份壳聚糖和5‑10份的葡萄糖，在不断的搅拌下混合均匀，之后将上述混合物加入到硼酸溶液中进行固定化交联，随后固化物洗净、烘干，即得到复合交联吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于工业废水处理的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：吸附基体的致孔改性：取20-40份的膨润土粉体和30-40份的累托石粉体分散于120-160份的溶剂中，然后加入一定量可溶性镁盐溶液，并调节pH为约中性，在加热的条件下不断搅拌改性2-3h，改性反应完之后将产物进行分离、干燥、备用；表面活性剂改性：将步骤（1）得到的产物加入100-160份的溶剂中，并在不断的搅拌下分别加入6-10份表面活性剂十二烷基硫酸钠和5-10份的十六烷基三甲基溴化铵进行改性反应，所述改性反应在水浴下进行，反应温度为70-80℃，反应时间为3-6小时，改性完后进行过滤、洗涤、干燥、粉碎，获得表面活性剂改性粉体；交联改性：取8-16份的聚乙烯醇加入40-60份的去离子水中，在80-90℃下搅拌至溶解，然后将步骤（2）得到的表面活性剂改性粉体加入到上述聚乙烯醇溶液中，并同时加入5-10份壳聚糖和5-10份的葡萄糖，在不断的搅拌下混合均匀，之后将上述混合物加入到硼酸溶液中进行固定化交联，随后固化物洗净、烘干，即得到复合交联吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王甲亮，
申请(专利权)人：郑州汉东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41