[发明专利]聚硅氧烷季铵盐改性沸石的制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚硅氧烷季铵盐改性天然沸石的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)天然沸石的清洗：

将天然沸石和蒸馏水按重量比1：20-30进行混合，搅拌30-40分钟后过滤，重复该步骤3-4次，然后干燥备用；

(2)硅氧烷季铵盐单体化合物在天然沸石表面的现场聚合：

将硅氧烷季铵盐单体化合物加入到去离子水中进行混合，搅拌或震荡30-40分钟，使硅氧烷季铵盐单体化合物充分水解，加入清洗过的天然沸石，搅拌或震荡30-40分钟，然后加入3-5mol/L强酸水溶液，在0～100℃下搅拌或震荡反应1至72小时，硅氧烷季铵盐单体化合物和天然沸石的重量比为1：5～10000，强酸水溶液和去离子水的体积比为1:1～1000，反应结束后过滤并洗涤聚硅氧烷季铵盐改性的天然沸石直到洗涤液的pH显中性，然后干燥备用。

2.根据权利要求1所述的聚硅氧烷季铵盐改性天然沸石的制备方法，其特征在于，所述的硅氧烷季铵盐单体化合物的化学结构如式（I）所示：

其中R₁、R₂和R₃为C₁～C₈烷基、烷氧基或羟基，R₁、R₂和R₃中至少两个为烷氧基或羟基；n为1～12的整数；R₄、R₅和R₆为C₁～C₂₄烷基或烯烃基团、苄基、C₁～C₂₄卤代烷基或卤代烯烃基团、C₁～C₂₄羟基烷基、C₁～C₂₄羧基烷基，或者，R4与R5、R5与R6或者R4与R6联合形成C₃～C₇环烷基或环烯烃基团；

X^-a选自F^-、Cl^-、Br^-、I^-、OH^-、HCO₃^1-、CO₃^2-、HSO₃^1-、SO₃^2-、HSO₄^1-、SO₄^2-、NO₃^-、ClO^-、BrO^-、I₃^-、ClO₃^-、ClO₄^-、HCOO^-、CH₃COO^-、HPO₄^2-或H₂PO₄^1-，a为X的化合价。

3.根据权利要求2所述的聚硅氧烷季铵盐改性天然沸石的制备方法，其特征在于，R₁、R₂和R₃为C₁～C₃烷氧基；R4、R5和R6为C₁～C₁₈烷基。

4.权利要求1所述的聚硅氧烷季铵盐改性天然沸石的制备方法，其特征在于，步骤（2）的反应温度为15～60℃，反应时间为4～24小时，强酸水溶液和去离子水的体积比为1:5～100。

5.权利要求1所述的聚硅氧烷季铵盐改性天然沸石的制备方法，其特征在于步骤（2）所述的强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种或两种以上的混合。

6.权利要求1所述的聚硅氧烷季铵盐改性天然沸石的制备方法，其特征在于步骤（2）中，硅氧烷季铵盐单体化合物和天然沸石的重量比为1：10～200。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法制备的聚硅氧烷季铵盐改性天然沸石用于吸附水中Cr₂O₇^2-、腐植酸、刚果红。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的方法制备的聚硅氧烷季铵盐改性天然沸石用于水体净化和消毒。