[发明专利]膨润土基复合材料深度脱除废水重金属离子技术

权利要求书

1.一种膨润土基复合材料深度脱除废水重金属离子技术，其特征在于，所述的方法如下：

步骤一、制备膨润土基复合材料：取膨润土40~60份、钠盐10~15份、去离子水10~20份、聚丙稀乙酰胺10~15份；将将上述物质置于磁力搅拌器上搅拌180 min，在水浴60~80摄氏度中搅拌均匀，过滤、水洗、烘干、过筛即可；所述的钠盐为碳酸钠、碳酸氢钠、氧氧化钠、醋酸钠、草酸钠、焦磷酸钠中的一种；所述的复合材料为粉末膨润土；

步骤二、对制备膨润土基复合材料进行改性，具体的改性方式采用酸活化改性、焙烧改性、钠盐改性、有机-无机复合改性中的一种；将改性后的膨润土基复合材料进行物理成形；

步骤三、取一定浓度Cu²⁺、Zn²⁺、 Pb²⁺、Cd²⁺标准溶液于具塞锥形瓶中，加入步骤二制备的膨润土，用稀HCl和NaOH调节pH值至中性，室温下振荡吸附，吸附达到平衡后，用中速定性滤纸过滤膨润土，分离出吸附后水样，在不同的时间点取样分析，并测定溶液中吸附质的浓度，计算吸附量，做出q-t的关系曲线，对曲线釆用一级动力学、二级动力学、Elovich、双常数4种吸附动力学模型进行拟合，根据拟合结果确定膨润土吸附Cu²⁺、Zn²⁺、 Pb²⁺、Cd²⁺的动力学属性；

步骤四、同步骤三中的平行样设置，将步骤二中的改性后的膨润土基复合材料添加至含重金属离子的废水中，通过吸附实验研究比较膨润土改性前后吸附性能的变化；

步骤五、采用扫描电镜、X射线衍射、 X射线光电子能谱、红外分析、差热与热重分析的手段获取膨润土改性前后以及吸附重金属离子后的表面性状、化学组成、晶体结构、微观结构。

2.根据权利要求1所述的一种膨润土基复合材料深度脱除废水重金属离子技术，其特征在于，所述的粉末膨润土的粒径为120~200目。

3.根据权利要求1所述的一种膨润土基复合材料深度脱除废水重金属离子技术，其特征在于，所述的步骤二中的酸活化改性的具体方式为：将膨润土基复合材料浸渍在酸酸活化剂中，在水浴中中搅拌1~2小时，抽滤，洗涤，干燥，研磨，过200目筛即可得到；所述的水浴温度为：60~90 ℃；所述的酸活化剂有磷酸，硫酸，盐酸中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种膨润土基复合材料深度脱除废水重金属离子技术，其特征在于，所述的步骤二中的焙烧改性的具体方式为：将膨润土基复合材料置于陶瓷坩埚中，而后放入马弗炉分别于400、600、950、1150℃下焙烧，即得到初步的焙烧改性土；将初步的焙烧改性膨润土分别放入体积浓度为5%~40%的柠檬酸溶液当中，用恒温水浴锅对其加热60min，期间维持酸洗液面不变，酸洗结束后用超纯水对改性样品反复进行水洗，直至滤液pH值接近中性，烘干即得焙烧改性膨润土。

5.根据权利要求1所述的一种膨润土基复合材料深度脱除废水重金属离子技术，其特征在于，所述的步骤二中的钠盐改性的具体方式为：将膨润土基复合材料于锥形瓶中，加入摩尔浓度为0.1~1.0mol/L的NaCl溶液当中，将锥形瓶置于水浴锅恒温加热60min，之后过滤，用超纯水反复淋洗改性样品，去除Cl^-1，于105℃下烘干即得钠化改性土。

6.根据权利要求1所述的一种膨润土基复合材料深度脱除废水重金属离子技术，其特征在于，所述的步骤二中的有机-无机复合改性的具体方式为：取膨润土基复合材料置于锥形瓶中，加入体积的超纯水，所述的超纯水：膨润土基复合材料的体积比为2:1，制成悬浊液，分别加入无机改性剂，使得无机改性的膨润土与高分子改性剂混合，然后于25~100℃的温度下，反应60~240 min；待反应结束后，用中速定性滤纸分离样品，用超纯水反复淋洗样品，于80~200℃阿温度下进行老化，老化时间为10~22h，即得无机-有机复合改性膨润土；所述的无机改性剂为聚乙二醇、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种膨润土基复合材料深度脱除废水重金属离子技术，其特征在于，所述的步骤二中的膨润土物理成形工艺主要包括过筛、混料、造粒和焙烧四个步骤；具体的，让膨润土过筛，获取均等粒径的膨润土；混料：将粉体膨润土、超细碳粉，即造孔剂和烧结助剂按照比例配好后，放入球磨罐，加入二倍重量的磨球，在球磨机上混料造粒：将水和粘结剂加入研磨均匀的混料中，反复搅拌制得泥料，陈化24h，采用球磨成形制得大小均匀的椭球形样品；焙烧：将所造颗粒状样品放入马弗炉中按所设程序烧成。