[发明专利]用于阳离子染料废水脱色的改性膨润土吸附剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于阳离子染料废水脱色的改性膨润土吸附剂的制备方法，属于印染废水脱色吸附剂制备领域，包括以下步骤，以亚氨基二乙酸、3‑缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷为原料在水溶液中发生开环反应合成膨润土改性剂，膨润土改性剂再对膨润土接枝改性生成改性膨润土吸附剂。本发明原料易得，膨润土价格便宜，节约成本，实验方法简单、环保，没有二次污染；所制备的膨润土改性剂对膨润土改性后一方面增大了膨润土的空间结构，使改性后的改性膨润土吸附剂具有更大的吸附空间，另一方面引入了羧酸根离子，提高了对于阳离子染料的吸附能力；同时本发明所制备的改性膨润土吸附剂所吸附的阳离子染料可被解吸附，实现改性膨润土吸附剂的循环利用。

技术领域

本发明涉及一种用于阳离子染料废水脱色的改性膨润土吸附剂的制备方法，属于印染废水脱色吸附剂制备领域。

背景技术

染料广泛应用于造纸，塑料、制革、皮革、印刷等现代工业中，按照其性质和用途，染料可分为直接染料、阳离子染料、还原染料、活性染料、分散染料、酸性染料。其中阳离子染料由有色的正离子部分与无色的负离子部分组成，因为分子结构中有颜色的正离子部分具有碱性基团，因而又被称为碱性染料。阳离子染料染色过程产生的印染废水在整个印染废水排放总量中占有很大比重，因其色泽鲜艳、染色牢度优良，是腈纶、涤纶以及锦纶的主要染色剂。阳离子染料印染废水不仅包含普通印染废水的特点，其成分更加复杂、pH值比较低、色度特别高，有时可以达到几万倍甚至几十万倍，是目前印染行业较难处理的工业废水之一。此外，阳离子染料在生产过程及染色过程，采用了许多对人体有害的化学品，能够分解产生多种致癌芳香胺，经过活化作用改变人体的DNA结构引起病变和诱发癌症。近年来，阳离子染色剂的处理方法、技术成为国内外许多学者关注的方向。

目前，很多方法包括物理方法(吸附或者膜分离)，化学方法(化学降解或者臭氧化)和生物方法(生物降解)已被研究用于处理废水中的染料。其中，吸附法被认为是去除染料的快速有效的物理化学方法。很多类型的吸附材料用于研究染料的去除，例如活性炭，粘土材料，沸石，壳聚糖，聚丙烯酰胺。然而，这些吸附材料存在：吸附量低、分离困难、成本高等诸多问题。特别地，部分吸附剂可能会对环境造成二次污染。

膨润土又名膨岩土、斑脱岩，有时也称白泥，是一种性能优良，经济价值高、应用较为广泛的黏土资源。膨润土是以蒙脱石为主要成分的层状硅铝酸盐，其理论化学式为：(Na，Ca)_0.33(Al，Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂H₂O，具有2：1型的层状结构，由于层与层之间有晶格置换产生的负点性，从而对阳离子有机物有比较好的吸附性能。

近20年来，许多研究者把目光头向了膨润土及改性膨润土在染料废水处理中的应用。例如：梁宁等(膨润土对阳离子染色废水的脱色实验研究[J].矿物岩石地球化学通信.1992,4:220～222)利用膨润土有对阳离子交换量高的特点，用膨润土对模拟阳离子黑色印染废水进行处理，结果表明废水的pH不影响吸附剂的吸附性能，膨润土能与显色剂发生离子交换，吸附其中的的色基盐，生成溶解度小的沉淀，达到对废水的脱色目的；刘汉阳(膨润土吸附处理染料.印染废水研究[D].湖南.湘潭大学)通过实验研究发现膨润土对阳离子染料特别是2-萘酚的吸附处理成本远低于活性炭，并且能有效地去除染料和印染废水中同时存在的多种污染物质；王毅等(阴离子改性膨润土对水中亚甲基蓝吸附性能研究[J].非金属矿物.2008.31(2):57-61)用十二烷基磺酸钠制备SDS-Bt改性膨润土，用于吸附亚甲基蓝，并对其热力学核动力学特征进行了探讨。通过这些研究可以看出，由于膨润土本身的性质，导致其对阳离子的吸附量有限；而现有的改性膨润土处理阳离子染料的研究中，又存在吸附量低、处理染料单一、重复利用率低等问题。因此，亟待找到一种绿色环保、可重复利用、经济成本低的吸附剂处理印染污水中的阳离子染料。

发明内容