[发明专利]一种双阳离子表面活性剂改性制备有机矿化垃圾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染控制新材料的开发，尤其涉及一种双阳离子表面活性剂改性制备有机矿化垃圾的方法。

背景技术

矿化垃圾是指在填埋场中填埋多年，基本达到稳定化，已可进行开采利用的垃圾。与一般土壤相比，矿化垃圾具有容重较小、孔隙率高、有机质含量高、阳离子交换容量大、吸附和交换能力强的特点，是一种比较理想的吸附剂。有研究（酚类化合物在矿化垃圾中的吸附性能与结构相关性研究，环境科学学报，2007，27（2）：247-251）表明在矿化垃圾对酚类物质的吸附有一定的吸附效果，是分配作用和化学反应共同作用的结果。但对苯酚的吸附量较小，在苯酚浓度为45mg/L情况下，其最佳吸附容量为0.46mg/g，仅为活性炭吸附容量的1/3，如采用矿化垃圾吸附处理苯酚废水，矿化垃圾用量较大，运输成本增加，更换操作频繁且复杂，增加了处理成本，限制了其广泛使用。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中矿化垃圾对有机物吸附量较小的不足，提供一种双阳离子表面活性剂改性制备有机矿化垃圾的方法。

本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤：

1）将矿化垃圾风干，粉碎去杂质，过40~200目筛，将该矿化垃圾加入到长碳链阳离子表面活性剂溶液中，投加量为每毫升长碳链阳离子表面活性剂溶液加0.1~0.5g矿化垃圾，在50～80℃水浴中搅拌2~8h；

2）再加入短碳链阳离子表面活性剂，每克矿化垃圾加入0.2~0.8g短碳链阳离子表面活性剂，再在50～80℃水浴中搅拌2~4h，产物经过滤，用蒸馏水洗涤，滤干后，在60～90℃下烘干，再在105~110℃下活化30min～5小时；研磨，过50~100目筛，制得的双阳离子表面活性剂改性制备的有机矿化垃圾。

步骤1）中所述的矿化垃圾填埋龄为8-15年。

步骤1）中所述的长碳链阳离子表面活性剂溶液浓度为150~400mg/L。

长碳链阳离子表面活性剂是中长链型的烷基碳数在12或12以上的烷基铵盐，如溴化十六烷基三甲基铵、溴化十二烷基三甲基铵等。通过利用表面活性剂如溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）改性矿化垃圾，吸附量可以达到1.2mg/g，是未改性的矿化垃圾的三倍左右，接近活性炭的吸附效果。

短碳链阳离子表面活性剂是中长链型的烷基碳数在8或8以下的烷基铵盐，如溴化丁烷基三甲基铵、溴化四甲基铵等。

吸附有机物的主要影响因素主要有两个方面：对疏水性较强的有机污染物来说，主要影响因素是吸附剂的有机碳含量；对于亲水性较强的有机污染物来说，主要影响因素是吸附的比表面积。增加吸附剂表面的含碳量可以大大提高吸附剂对疏水性有机物的吸附量，增加比表面积则可以增加提高吸附剂对亲水性有机物的吸附量。

本发明的优点是分别用长短碳链的阳离子表面活性剂按一定的配比改性矿化垃圾，长碳链阳离子表面活性剂首先通过阳离子交换固定在矿化垃圾的部分表面，剩余的表面仍然留有部分阳离子交换量，这部分阳离子交换量和短碳链的阳离子表面活性剂相交换，制得具体长短碳链的双阳离子表面活性剂改性的有机矿化垃圾，长短碳链相互交错，可以获得相应较大的比表面积，提高对亲水性有机物的吸附性能。

具体实施方式

以下进一步提供本发明的3个实施例：

实施例1

将填埋龄15年的矿化垃圾，风干，粉碎去杂质，过200目筛，将该矿化垃圾加入到浓度为400mg/L的长碳链阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵溶液中，投加量为每毫升长碳链阳离子表面活性剂溶液加0.5g矿化垃圾，在80℃水浴中搅拌8h；再加入短碳链阳离子表面活性剂八烷基三甲基氯化铵，每克矿化垃圾加入0.8g短碳链阳离子表面活性剂，再在80℃水浴中搅拌4h，产物经过滤，用蒸馏水洗涤，滤干后，在90℃下烘干，再在105℃下活化5小时；研磨，过100目筛，制得的双阳离子表面活性剂改性制备的有机矿化垃圾。

将制得的双阳离子表面活性剂改性的矿化垃圾加入到25mg/L对硝基苯酚中，固液（质量）比为1：2000，搅拌2h，静置3h，沉淀分离，紫外可见分光光度计测定上清液浓度，去除率为89.8%。

根据文献（酚类化合物在矿化垃圾中的吸附性能与结构相关性研究，环境科学学报，2007，27（2）：247-251）制得的有机化矿化垃圾在相同条件下对含对硝基苯酚废水处理的去除率仅为61.1%。

实施例2