[发明专利]坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备及在处理印染废水中的应用

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备；本发明同时还涉及该复合吸附剂在处理印染废水中的应用。

背景技术

坡缕石黏土是我国的特色资源，储存量位居世界之首。坡缕石黏土具有很多特殊的性能，其中吸附性是坡缕石黏土最主要的性能之一。坡缕石黏土由于其成矿原因的不同，导致不同地区的坡缕石黏土性能及用途有很大的差异。坡缕石黏土矿有好品质及劣品质之分。一般，品质较差的坡缕石矿不适合用于精细化工领域，但对污水的吸附能力确较好。

植物秸秆为农村废弃天然资源，具有可再生性。以前植物秸秆主要是农村的能源材料及家畜饲料，由于近年来机械化程度的提高及国家对农村燃烧能源清洁化导向，目前农村主要使用沼气为燃料，所以植物秸秆的剩余量更加多，大部分都被直接在农田里烧毁，这样既浪费资源，又污染环境。

利用坡缕石黏土制备污水处理剂的报道非常多，但可以总结为以下几类：第一，利用表面活性剂改性，这类方法主要有阳离子表面活性剂及阴离子表面活性剂，用来处理含有机物废水或者印染废水；第二，在坡缕石表面负载有机物，主要有负载壳聚糖、聚丙烯酸类物质、葡萄糖、蔗糖及其他硅烷偶联剂，用于有机物、重金属离子或者造纸印染行业废水吸附；第三，通过物理改性，例如使用酸碱、焙烧等手段，应用于重金属离子的吸附；第四，通过化学方法在坡缕石表面包覆碳材料，例如通过水热反应，利用葡萄糖、蔗糖等制备坡缕石/碳吸附材料。以上几类材料存在如下问题：表面活性剂改性、负载有机物等方法制备的吸附剂存在二次污染问题，不能用于使用要求较为严格的水净化行业；利用葡萄糖等资源水热碳化反应，虽然避免了上面存在的问题，但是却加重了污水处理剂的成本，这恰恰是污水处理行业最困惑的问题。

中国专利CN 101990987 A中虽然提到了使用秸秆及坡缕石处理马铃薯淀粉废水的实例，但该专利没有将秸秆和黏土制备成复合材料，而是分开使用，没有起到秸秆及黏土的协同效果，仅仅是简单的物理搭配，这样虽然能够净化废水，但效果较差。洛阳理工学院完成的科技成果“用玉米秸秆改性的凹凸棒石矿开发含重金属离子的废水净化剂”，该成果制备吸附剂运用的方法是燃烧法，该方法在制备吸附剂过程中会对大气带来污染，并且该吸附剂只用于金属离子的吸附，对印染废水未作任何陈述。合肥工业大学的硕士论文《凹凸棒石基碳复合材料吸附性能研究》中提到的凹凸棒与秸秆复合吸附剂的制备方法，是用树脂作为粘合剂，通过燃烧法得到的复合材料。以上两件成果在制备复合材料时，均使用了燃烧法制备，与本专利中提到的水热法完全不同，并且水热法制备的复合材料是通过化学键的形式结合的，不同于燃烧法中两种材料简单的包覆类型。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂在处理印染废水中的应用。

本发明坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的制备方法，是将坡缕石黏土原矿、废弃植物秸秆分别粉碎至100~300目的粉末，以1:0.5~1:2的质量比分散于水中，然后于100~160℃下搅拌水热反应1~3h，冷却，过滤，干燥，既得坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附材料。

所述坡缕石黏土原矿、废弃植物秸秆粉末分散于水中的总质量分数为10~50%。

本发明使用的植物秸秆主要有：高粱秸秆、豆类植物秸秆、马铃薯秸秆、稻谷类植物秸秆等。使用的坡缕石黏土原矿的主要成分：坡缕石黏土20~50%，蒙脱土10~30%，石英10~20%，余量为其它少量杂质。

下面通过红外图谱、扫描电镜对本发明制备的坡缕石黏土/植物秸秆复合吸附剂的结构及形貌进行了表征。