[发明专利]凹凸棒粘土改性制备吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸附剂的制备方法，具体涉及凹凸棒粘土改性制备吸附剂的方法。

背景技术

随着染料工业的迅速发展，染料、染色生产废水所带来的污染问题日益严重，处理难度也日益加大，而合成染料具有复杂的芳香烃分子结构，种类繁多，性质稳定，难于生物降解。因此，就染料废水的治理而言，首要解决的是脱色问题。一般的物化处理法常常不能对含染料废水进行有效的脱色，吸附法尤其适合于生化降解较难的染料、染色废水的脱色处理，而吸附材料的选择与研制是吸附法水处理技术发展的关键因素之一。

凹凸棒粘土[(Mg，Al)₅Si₈O₂₀(OH)₂(H₂O)₄·4H₂O]是一种含水富镁铝硅酸盐矿物，具有独特的纤维状、棒状晶体结构，是一种天然的廉价吸附剂。我国凹凸棒粘土资源非常丰富，仅盱眙地区现有的凹凸棒粘土储量在6700万吨以上。由于凹凸棒粘土特殊的结构，使其具有较大的比表面积。利用凹凸棒粘土作为吸附剂来处理染料废水，已有文献报道。例如：徐媛媛等研究了凹凸棒石粘土对水溶性染料的吸附脱色作用(印染，2006年)，文中指出，凹凸棒粘土不能直接吸附活性染料。黄健花等人利用十八烷基三甲基氯化铵，通过表面活性剂来改性凹凸棒粘土，研究其对活性染料的吸附(Jianhua Huang，etc.Journal of Hazardous Materials 143(2007)541-548)。

发明内容

本发明的目的是：提供一种凹凸棒粘土改性制备吸附剂的方法，采用该方法利用凹凸棒粘土制备吸附剂，此吸附剂应用于染料废水的处理，不仅方便快捷，而且效果极佳。

本发明的技术解决方案是：采用氨基硅烷偶联剂与凹凸棒粘土反应，得表面带有氨基官能团的吸附剂。

本发明的具体制备方法如下：

(1)将3～6重量份的凹凸棒粘土加入到50～150重量份的有机溶剂中，温度30～75℃，在搅拌过程中缓慢加入1.5～4.5重量份的氨基硅烷偶联剂，反应1～5h；

(2)将反应产物过滤、洗涤、干燥，粉碎过200目筛，得吸附剂。

其中，上述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-氨丙基乙氧基二甲基硅烷。

本发明具有以下优点：

(1)本发明使用了廉价的凹凸棒粘土制备吸附剂，使吸附剂的生产成本大大降低。

(2)本发明的生产流程短，工艺步骤少，操作简单，所用的试剂均为常规试剂，设备为化工基本设备，制备成本低。

(3)与原凹凸棒粘土相比，经改性后的凹凸棒粘土的红外谱图中新增了3479cm^-1和3410cm^-1两个弱峰，分别代表游离的氨基对称和不对称的N-H伸缩振动，另外，在2930cm^-1出现C-H伸缩振动峰，表明硅烷偶联剂成功实现了对凹凸棒粘土的改性。

(4)本发明利用凹凸棒粘土表面的硅羟基，通过含氨基的硅烷偶联剂对凹凸棒粘土进行改性，吸附剂表面的氨基与阴离子型活性染料中的磺酸基作用从而去除活性染料，该吸附剂对废水中的活性染料具有较好的脱色效果。

附图说明

图1为红外光谱图，其中的(a)、(b)分别是原凹凸棒粘土以及γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂改性凹凸棒粘土的吸附剂的红外光谱图。

图2为紫外可见全扫描图，其中的(a)、(b)分别是原凹凸棒粘土与γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性凹凸棒粘土的吸附剂的活性红3BS150％的紫外可见全扫描图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明，不应理解为这些实施例是对本发明技术解决方案的限制，本发明所得吸附剂的有机表面改性效果通过脱色率来评价。

实施例1：