[发明专利]一种复合改性的蒙脱土吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合改性的蒙脱土吸附剂的制备方法。

背景技术

蒙脱土，又称膨润土，是2:1型层状结构的铝硅酸盐矿物，我国的蒙脱土 资源十分丰富。蒙脱土具有比表面积大、离子交换能力强、吸附性能好等优良 性能，同时具有储量丰富、来源广、成本低等有利因素，可以作为吸附剂去除 环境中的污染物，是一种极具发展前景的环境材料。通过对蒙脱土进行改性， 脱出吸附水或结构水，改变其微观结构，能够增强其吸附能力和离子交换能力。 用改性的蒙脱土处理废水中的重金属离子，与以往的处理方法相比具有操作简 单、效果好、产生污泥少、容易再生、成本低等优点，还能够实现矿产资源与 环境治理的有效耦合，有着巨大的社会经济效益和生态环境效益。

目前已有不少文献报道利用改性蒙脱土来吸附重金属离子Cd²⁺。例如，宋 和付等在文献1：膨润土吸附去除Zn²⁺、Cd²⁺的研究，材料保护，2001，34(9):40-42 中报道了分别利用热活化、酸活化的方法对膨润土进行改性，在110℃、200℃ 条件下热活化的膨润土对Cd²⁺的饱和吸附量分别为11.32mg/g和16.58mg/g，而 用0.5mol/L、2.5mol/L的H₂SO₄酸活化的膨润土，对Cd²⁺的饱和吸附量分别为 4.22mg/g和5.02mg/g。Krishna G.Bhattacharyya等在文献2：Influence of Acid Activation of Kaolinite and Montmorillonite on Adsorptive Removal of Cd(II)from Water，Ind.Eng.Chem.Res.，2007，46：3734-3742中报道了利用H₂SO₄酸活化 的蒙脱土对Cd²⁺进行吸附，酸活化前后的吸附量分别为32.7mg/g和33.2mg/g。 Susmita Sen Gupta等在文献3：Removal of Cd(II)from aqueous solution by kaolinite，montmorillonite and their poly(oxo zirconium)and tetrabutylammonium derivatives，Journal of Hazardous Materials，2006，B128：247-257中报道了分 别利用氧化锆(ZrO)和四丁基铵(TBA)对蒙脱土进行改性的方法，实验结 果表明，ZrO和TBA改性的蒙脱土吸附Cd²的能力并没有提高。Pomthong Malakul等人在文献4：Metal Adsorption and Desorption Characteristics of Surfactant-Modified Clay Complexes，Ind.Eng.Chem.Res.，1998，37：4296-4301 中报道了一种用十六烷基卞基二甲基铵和棕榈酸对蒙脱土进行复合改性的方 法，该改性蒙脱土主要是通过配位络合来吸附金属离子，实验条件下对Cd²⁺的最大吸附量为42±0.8mg/g。Aktas YK等人在文献5：Flame atomic absorption determination of some metal ions in water samples after preconcentration on montmorillonite modified with trioctylamine，Fresenius Environmental Bulletin， 2005，14：993-998中报道了一种用三辛基铵改性蒙脱土的方法，该改性蒙脱 土对废水中Cd²⁺的吸附容量为11.2mg/g。Colin Cooper等人在文献6：Preliminary evaluation of polymeric Fe-and Al-modified clays as adsorbents for heavy metal removal in water treatment，Journal of Chemical Technology and Biotechnology， 2002，77：546-551中报道了分别用铝、铁、铝/铁复合柱撑蒙脱土的方法，铝 柱撑蒙脱土对Cd²⁺的吸附容量为400μg/g，铁柱撑蒙脱土对Cd²⁺的吸附容量为 1400μg/g，铝/铁复合柱撑蒙脱土对Cd²⁺的吸附容量为1300μg/g。但是上述文献 所报道的改性蒙脱土由于层间距和比表面积较小，所以吸附效果还是不能满足 需求，需要进一步提高蒙脱土的吸附能力。