[发明专利]一种具有高吸附性能的改性黄土的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子合成吸附剂技术领域，尤其涉及一种具有高吸附性能的改性黄土的制备方法。

背景技术

黄土是一种浅黄或褐黄色的土，其颗粒大小介于粘土与细砂之间，颗粒成分以粉土粒级为主(含量＞50％)，富含碳酸钙，有时含硫酸盐或氯化物盐类，具有肉眼可见孔隙的第四纪陆相沉积物。黄土在世界上分布相当广泛，占全球陆地面积的十分之一，主要分布在亚洲、俄罗斯、中东及北美洲等地。在中国，黄土主要分布在北纬30°～48°间自西而东的条形地带上，面积约64万平方公里。黄土由于具有丰富的来源，已有文献和专利报道黄土可用来处理水溶液中的有机物或重金属离子，但是用黄土对铅离子与亚甲基蓝的去除尚末见到，同时，天然黄土对重金属离子的吸附性能较差。然而，黄土通过改性后其吸附性能大大改善。因此，将黄土作为生产原料有很好的应用前景，拓展天然黄土的工业化利用途径也有十分重要的意义。

随着现代科技的飞速发展，人民的生活水平有了显著的提高，然而，与此同时，自然环境却遭受到了严重的污染。其中，重金属污染与印染废水的危害更是引起了环境工作者的强烈注意。重金属的污染主要来源工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。重金属通过矿山开采、金属冶炼、金属加工及化工生产废水、化石燃料的燃烧、施用农药化肥和生活垃圾等人为污染源，以及地质侵蚀、风化等天然源形式进入水体，严重威胁人类和水生生物的生存。在各种工业废水中，印染废水是最难处理的，因为在这些污水中还有稳定的复杂的芳香族分子结构。铅中毒以无机铅中毒为多见，主要损害神经系统、消化系统、造血系统和肾脏。亚甲基蓝(MB)，典型的活性染料，通常被用于给纸上色、毛发的着色剂、给棉布，羊毛等染色。尽管MB被认为不是很有毒性的染料，但是对人体还是有一定的危害，像少量吸入，会引起呼吸困难、呕吐、腹泻、恶心等。考虑到铅与亚甲基蓝的毒性以及为了达到工业污水的排放标准，对废水中铅与亚甲基蓝的去除尤为重要。

目前，许多处理工艺已被用于废水处理，如光催化降解、先进的氧化过程、活性炭吸附、微生物法等。但是，在这些技术中由于要添加化学药品或需要较大的设备仪器，这就会对环境造成二次污染，而且在经济上形成较大的负担。此外，利用微生物的方法具有非经济性、长时间性等缺点，同时也受外部条件的影响。在众多水处理技术中，吸附法由于简单易行、去除效果好、对环境不产生或很少产生二次污染，用吸附法对各种废水的处理得到了很好的结果。因此，新型廉价的吸附材料的开发应用受到关注。

本发明对天然黄土进行研磨、过筛、干燥处理，与丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯进行原位聚合，成功制备了一种黄土基高分子复合物吸附剂，用此方法不仅有效地利用了天然黄土资源，制备了新型高效能吸附剂，而且既降低了吸附剂的生产成本，又可用于重金属离子与阳离子染料废水的处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低廉的具有高吸附性能的改性黄土的制备方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种具有高吸附性能的改性黄土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将黄土与蒸馏水、丙烯酸在室温下搅拌均匀后，滴加中和度为40％～90％的NaOH溶液中和，得到中和溶液；所述黄土与所述蒸馏水的质量体积比为1～15∶10～60，所述黄土与所述丙烯酸的质量比为1～15∶0～10；

(2)然后向所述中和溶液中加入甲基丙烯酸羟乙酯并搅拌均匀，得到混合液；所述黄土与所述甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为1～15∶0～10；

(3)在所述混合液中加入交联剂甲基丙烯酸缩水甘油酯，通惰性气体后加热到40～90℃，最后加入引发剂过硫酸铵，升温至50～95℃时搅拌20～120min，即有复合物生成，对该复合物依次进行洗涤、干燥至恒重，即得黄土基高分子复合物吸附剂；所述黄土与所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为1～15∶0～5，所述黄土与所述过硫酸铵的质量比为1～15∶0～1。

所述步骤(1)中的黄土为过100目筛的干燥天然黄土。

如上所述的一种具有高吸附性能的改性黄土的制备方法所得的黄土基高分子复合物吸附剂在含重金属离子与染料的废水处理中的应用。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明制备的黄土基高分子复合物吸附剂的结构、形貌表征：

本发明制备的黄土基高分子复合物吸附剂通过FT-IR(傅立叶红外光谱技术)、TG-DTA(热重-差热分析仪)及SEM(扫描电子显微镜)等表征手段，表明丙烯酸与甲基丙烯酸羟乙酯已结合到了黄土上。