[发明专利]一种环境友好型改性膨润土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性膨润土及其制备方法，特别是涉及一种新的环境友好、没有任何污染、无毒无害的改性膨润土及其制备方法。

背景技术

膨润土是一种在自然界分布较为广泛的粘土类矿物，属非金属矿产。中国的膨润土矿资源非常丰富，储量居世界首位，占世界总量的60％，预测资源量在70亿t以上，并以分布广、埋藏浅、易采掘及品种齐全为特点。膨润土及其提纯改型产品都不同程度地具有一些优越的特性，这些特性主要有膨胀性、亲水性(或亲油性，如有机膨润土)、吸附性、阳离子交换性、催化活性、分散性、悬浮性、粘接性、触变性、稳定性、无毒性。随着科学技术的发展，人们对膨润土结晶特性和物理化学性质的了解逐渐加深，膨润土在工农业生产和科学研究方面的使用日益广泛。它作为粘结剂、悬浮剂、增稠剂、触变剂、絮凝剂、稳定剂、净化脱色剂、充填剂、催化剂以及催化剂载体在冶金、机械铸造、钻探、石油化工、轻工、农林牧、建筑工程、环保等领域有着十分广泛的应用前景。由于膨润土带电性和较大的比表面积使其具有较强的吸附性，因此膨润土具有良好的离子交换能力和吸附性能，可用于多种污染物的去除。但是天然膨润土中由于表面硅氧结构具有极强的亲水性和层间大量可交换性阳离子的水解，使其表面通常存在一层薄的水膜，而限制了在水溶液中的应用；此外，膨润土固液分离速度慢，絮凝物脱水效果差，也影响了其实际应用。为了满足某种需要或为了提高膨润土的使用效果，获得具有实用性的高性能膨润土，在一定条件下，人为地在膨润土中引进一些无机离子或(和)有机化合物，使膨润土的结构和化学性质发生改变，达到对膨润土改型的目的。目前，对膨润土的改性研究主要集中于以下几方面：

①酸活化处理：经酸处理的膨润土与原土相比，孔道和孔隙结构有所改善，原土较为致密的片状板层堆积结构变得疏松，孔道扩大，有利于污染物分子的进入并进行有效的吸附。

②高温焙烧：在适当温度下焙烧一定时间后，膨润土的表面水及空隙中的一些杂质基本除去，空隙率和比表面积增大，从而增强吸附性能。

③无机盐处理：将无机多聚羟基金属离子如：Al、Cr、Fe、Bi、Zr、Co、Ni等交换进入层间，将单元层桥联并撑开，形成一种二维通道的“层柱”状结构的新矿物，即交联膨润土，也称柱撑膨润土。柱撑膨润土具有很高的比表面积及热稳定性，其路易斯酸活性很高。同时由于柱撑膨润土独特的极性、孔径分布和高比表面积，因而其吸附性能大大增强。

④有机覆盖处理：用长链烷基伯铵、仲铵、叔铵、季铵盐、酰铵以及季磷盐等有机阳离子，置换膨润土蒙脱石中粒子表面原先吸附的阳离子。这样，将体积较大的有机阳离子引入膨润土蒙脱石层间，形成大孔洞的材料，使其结构改变，从而达到有机改性的目的。

经多年研究发现，改性膨润土作为水处理剂在各类废水处理尤其是工业废水处理中的应用潜力巨大，改性土可广泛应用于去除芳香族化合物、有毒和难降解有机物、除色等。由于价格低廉，适用范围广，随着研究的不断深入，改性膨润土水处理剂将有可能取代传统吸附剂在废水处理中的地位，在废水处理中得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境友好型改性膨润土及其制备方法，该方法通过微波处理的手段改性，加快改性反应速度，且不增加其它化学成分；除壳聚糖本身的吸附性之外，壳聚糖的分子链可钻入膨润土蒙脱石的片层之间，增大层间距，改变膨润土层间距和比表面积及表面羟基数量，提高膨润土的吸附能力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种环境友好型改性膨润土，该改性膨润土以壳聚糖为改性剂，利用无毒无害的天然多糖——壳聚糖对钠基膨润土进行改性。

如上所述的一种环境友好型改性膨润土，根据X-射线衍射条件及布拉格方程：2dsinθ＝λ，测量出2θ角为6.31°，计算出的层间距d为1.4735nm；改性膨润土水洗后2θ角为6.32°，层间距d为1.4566nm。

一种环境友好型改性膨润土的制备方法，该方法的步骤为：

首先处理原土：将原土于105℃干燥箱中烘干，用球磨机将其粉碎，研磨，再过0.16mm筛，备用；

然后配制壳聚糖醋酸溶液：用少量蒸馏水将壳聚糖粉末分散成均匀的混悬液，然后，加入少量5％的醋酸溶液，在不断搅拌下缓慢溶解一定脱乙酰度的壳聚糖，配制成一定浓度的壳聚糖溶液，静置至透明；