[发明专利]凹凸棒石协同吸附剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种凹凸棒石协同吸附剂的制备方法和应用，属于水体污染控制领域，以解决现有吸附材料在使用过程中部分材料需要改性处理，增加了成本，以及对低浓度污染物的选择性和吸附能力相对较低的问题。一种凹凸棒石协同吸附剂，由凹凸棒石与复合硅烷组成，复合硅烷为硅烷A和硅烷B，或者硅烷A和硅烷C，或者硅烷B和硅烷C。本发明的优点是：凹凸棒作为原材料廉价易得，通过协同机制对低浓度污染物实现快速吸附，操作简单并对设备要求低，制得的吸附剂具有良好的吸附性能,对于饮用水中低浓度污染物的纯化具有重要意义。

技术领域

本发明属于水体污染控制领域，具体涉及一种凹凸棒石协同吸附剂的制备方法和应用。

背景技术

能源与环境问题是二十一世纪最突出的两大课题，由水污染引发的环境问题一直受到世界各国的广泛关注。目前环境中的主要污染物包括染料、农药、重金属离子、酚类化合物、芳香碳水化合物等。在这当中，特别是染料与有机污染物，由于其具有缓慢的生物降解性、高毒性和难于检测等特点，对人类的健康和自然环境有着极其严重的危害。

近几年，传统上应用于污染物吸附的多孔材料：活性炭、分子筛、树脂已经占据了吸附领域的主导地位。但在研究工作中，常常会遇到两方面的问题：第一、这些材料大多数需要合成制备，并且在使用过程中部分材料还需要改性处理，增加了成本，限制了在工业生产中的应用。第二、这些材料对低浓度污染物的选择性和吸附能力相对较低，限制了它们在某些特殊领域的应用。为了解决上述两方面难题并满足凹凸棒石型吸附剂在工业生产中的实际应用，研究人员一般通过改性的方式提高凹凸棒石的吸附能力和吸附选择性。

发明内容

本发明的目的是提供一种凹凸棒石协同吸附剂，以解决现有吸附材料在使用过程中部分材料需要改性处理，增加了成本，以及对低浓度污染物的选择性和吸附能力相对较低的问题。

本发明的另一个目的是提供一种凹凸棒石协同吸附剂的制备方法。

本发明的再一个目的是提供一种凹凸棒石协同吸附剂的用途。

本发明通过以下技术方案实现:一种凹凸棒石协同吸附剂，它由凹凸棒石与复合硅烷组成，复合硅烷为硅烷A和硅烷B，或者硅烷A和硅烷C，或者硅烷B和硅烷C，其中硅烷A为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种；硅烷B为三甲氧基(3-(苯氨基)丙基)硅烷、三乙氧基(3-(苯氨基)丙基)硅烷或甲基二甲氧基(3-(苯氨基)丙基)硅烷中的一种；硅烷C为n-十六烷基三乙氧基硅烷、n-十八烷基三乙氧基硅烷、n-十八烷基三甲氧基硅烷或n-十六烷基三甲氧基硅烷中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述硅烷A、硅烷B、硅烷C的质量分别是凹凸棒石的2-4倍。该凹凸棒石协同吸附剂的制备方法包括如下步骤：（1）将凹凸棒土加入盐酸溶液中，超声分散，室温浸泡，过滤并洗涤至中性，烘干，得到酸性凹凸棒石；（2）在惰性气氛条件下，将酸性凹凸棒石分别与复合硅烷在溶剂中混合，回流，通过冷却、过滤、洗涤、烘干后得到产品；所述溶剂为甲苯、二甲苯或烷烃类溶剂。

上的凹凸棒石协同吸附剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将凹凸棒土加入盐酸溶液中，超声分散，室温浸泡，过滤并洗涤至中性，烘干，得到酸性凹凸棒石；

（2）在惰性气氛条件下，将酸性凹凸棒石分别与复合硅烷在溶剂中混合，回流，通过冷却、过滤、洗涤、烘干后得到产品。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（1）是按1 g：（20~30）ml的比例，将凹凸棒石加入至1~3mol/L的盐酸溶液中，超声20~30分钟，浸泡3~5小时，在80~100摄氏度下烘干。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（1）具体步骤如下，在氮气的保护下，将酸性凹凸棒石加入至溶剂中，得到混合溶液，将混合溶液温度升至115~120摄氏度，加入复合硅烷。