[发明专利]一种三元复合改性膨润土材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种三元复合改性膨润土材料及其制备方法和应用。该三元复合改性膨润土材料的制备方法为：先用浓度为1‑10wt％的稀酸溶液对膨润土进行酸改性，制得酸改性膨润土；然后用季铵盐对所述酸改性膨润土进行有机改性，有机改性反应结束后，向体系中加入聚合羟基铝进行无机改性，制得三元复合改性膨润土材料。在本发明提供的制备方法中，膨润土通过三元复合改性，在保持无机柱撑膨润土比表面积与热稳定性较高的基础上又有了有机膨润土高有机碳含量的优点。因此，所制得的三元复合改性膨润土材料比表面积、孔体积、层间距、稳定性均较好，对实际废水具有较好的适应性与通用性。

技术领域

本发明属于膨润土加工应用领域，具体涉及一种三元复合改性膨润土材料及其制备方法和应用。

背景技术

膨润土，英文名：Bentonite，又称膨土岩、皂土或斑脱岩，是一种含水的以蒙脱石为主要成分的粘土矿，常见膨润土颜色为白色和淡黄色，其颗粒具有油脂、土状或蜡状光泽。膨润土中的矿物含量最多的是蒙脱石，含量可达60％-90％，同时可能含有少量的伊利石、高岭石、埃洛石、石英、方石英、沸石、绿泥石、钾长石、钠长石、方解石等矿物，这些杂质对膨润土的性质有着一定的影响(工业水处理,2009,05:1-4)。

膨润土不仅具有一定的层间距和比表面积，而且具有其它优良的性质，如溶胀性、分散悬浮性、可触变性、稳定性、黏结性、阳离子可交换性、吸附性、较大的比表面积和孔体积、亲水性，润滑性、酸催化活性和无毒性等等(膨润土加工与应用,北京:化学工业出版社,2005)。膨润土的层间具有永久性负电荷，因而通过离子交换进行性质的调变已成为近年来的研究热点。

我国废水总量不仅大，而且组分复杂，为提高膨润土吸附材料对各类废水的吸附能力，可以制备二元、三元复合改性膨润土。要求所制得的复合改性膨润土吸附材料不仅具有较大的层间距和比表面积，还具有良好的亲油性和热稳定性。目前常规的复合改性膨润土一般为二元复合改性膨润土材料，如无机-有机复合改性膨润土材料。但由于二元膨润土材料具有难以在不同条件下使用的特点，因而急需探索一种优良的复合改性膨润土材料。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种三元复合改性膨润土材料的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种由上述方法制得的三元复合改性膨润土材料。

本发明的又一目的是提供上述三元复合改性膨润土材料作为吸附剂在水处理中的应用。

为达到上述目的，本发明提供了一种三元复合改性膨润土材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

先用浓度为1-10wt％的稀酸溶液对膨润土进行酸改性，制得酸改性膨润土；

然后用季铵盐对所述酸改性膨润土进行有机改性，有机改性反应结束后，向体系中加入聚合羟基铝进行无机改性，制得三元复合改性膨润土材料。

现有的改性膨润土多数采用一元改性，也有部分采用二元改性，但是，实现三元改性的难度较大。膨润土改性中，涉及层间距、各种离子间的化学键合和物理吸附、离子交换等多方面影响因素，因此，目前对膨润土的改性基本上停留在二元改性产物。本申请经过大量的研究和试验，成功提出了一种制备三元复合改性膨润土材料的方案；经测试，其性能更加全面，对实际废水具有较好的适应性与通用性。

在此基础上，本发明提供的方法中，对膨润土依次进行了酸改性、季铵盐改性(有机改性)以及聚合羟基铝(无机改性)三次改性过程，因此本发明制得的材料为三元复合改性膨润土材料。