[发明专利]一种季铵盐改性的凹凸棒土吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸附剂技术领域，具体涉及一种季铵盐改性的凹凸棒土吸附剂及其制备方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明目的在于提供一种季铵盐改性的凹凸棒土吸附剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种季铵盐改性的凹凸棒土吸附剂，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、玄武岩纤维12-15份、无水乙醇600-800份、醋酸铵溶液100-120份、十八烷基三甲基氯化铵6-8份、甲基丙烯酸甲酯70-80份、双丙酮丙烯酰胺30-40份、过氧化苯甲酸叔丁酯3-4份、巯基乙醇8-10份、丙酮500-600份、甲醇600-800份、去离子水适量。

所述的季铵盐改性的凹凸棒土吸附剂，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和玄武岩纤维混合均匀得到混合物，从室温升到250℃后，通过惰性气体N₂作为载气使水蒸气与混合物接触反应，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，然后加入十八烷基三甲基氯化铵，加入醋酸铵溶液，搅拌0.5-1h后继续超声1.5-2h，用去离子水洗涤至中性，再用剩余的无水乙醇洗涤2-3次，在40℃下真空干燥8-10h备用；

（3）将步骤（2）的产物、甲基丙烯酸甲酯、双丙酮丙烯酰胺、1/3的过氧化苯甲酸叔丁酯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，加入剩余的过氧化苯甲酸叔丁酯和巯基乙醇，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，得到季铵盐改性的凹凸棒土吸附剂。

所述的季铵盐改性的凹凸棒土吸附剂，其特征在于，所述的氯化钠溶液浓度为2-3mol/L，所述的醋酸铵溶液的浓度为1-2mol/L。