[发明专利]一种阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料及其制备方法和应用，属于吸附材料技术领域。本发明提供的阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料包括沸石和负载于沸石表面和层间的阳离子柱[5]芳烃，本发明利用阳离子柱[5]芳烃对沸石进行改性，通过电荷相互作用使阳离子柱[5]芳烃负载于沸石表面和层间，使得沸石具有较多的正电活性位，能够平衡沸石由于同晶格置换作用产生负电结构，并增加离子交换位点。实施例结果表明，本发明提供的阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料用于有机阴离子染料吸附时，对染料的去除率高达85％。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，特别涉及一种阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着化妆品、橡胶、塑料、纺织和造纸等行业的快速发展，水环境污染形势日益严峻。有机染料废水被认为是当今世界主要的工业污染源之一。对于纺织工业，每年需要消耗70万吨染料。有机染料废水成分复杂、毒性强且有机染料分子难以去除。因此，未经处理的有机染料废水是水污染的重要原因之一。

有机染料主要分为阴离子染料、阳离子染料以及非离子染料。甲基橙(C₁₄H₁₄N₃NaO₃S，简称MO)是有机阴离子染料的代表之一，具有致癌和致突变性，可引起人体休克、心率加快、黄疸、呕吐和组织坏死。迄今为止，人们发现了许多去除阴离子染料的方法，包括氧化、膜分离、凝结、吸附、化学还原和生物处理。其中，吸附法由于其操作简单和清除率高，被认为是一种低廉有效的方法。

沸石因其品种繁多、储量丰富、价格低廉、加工工艺简单而广泛应用于水环境治理。沸石具有独特的硅铝酸盐骨架结构，在晶体内部具有均匀的孔道结构和丰富的孔隙，并具有很强的离子交换和吸附性能。然而，由于同晶格置换作用，沸石会产生永久的负电结构，这会导致沸石对有机阴离子染料的去除能力较弱。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料及其制备方法和应用。本发明提供的阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料对有机阴离子染料具有优异的吸附效果。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料，包括沸石和负载于沸石表面和层间的阳离子柱[5]芳烃；

所述阳离子柱[5]芳烃具有式I所示结构：

优选的，所述沸石的粒径为1～100目。

本发明提供了上述阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

将沸石和阳离子柱[5]芳烃溶液混合，依次进行震荡、洗涤和干燥，得到阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料。

优选的，所述阳离子柱[5]芳烃溶液的质量浓度为0.5～20g/L。

优选的，所述沸石的质量与阳离子柱[5]芳烃溶液的体积比为0.5～1g:10mL。

优选的，所述震荡的时间为5～24h。

优选的，所述干燥的温度为40～200℃。

本发明提供了上述阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料在吸附有机阴离子染料中的应用。

优选的，所述吸附时阳离子柱[5]芳烃改性沸石吸附材料的用量为3～20g/L；所述吸附时有机阴离子染料的质量浓度为20～300mg/L；所述有机阴离子染料的pH值为2～12。

优选的，所述吸附的时间为10～960min。