[发明专利]一种烷基氯化铵改性钠基膨润土的制备方法及其在处理石油废水中的应用

说明书

本发明公开了一种烷基氯化铵改性钠基膨润土的制备方法，包括以下步骤：(1)在钠基膨润土中加入去离子水，调节pH值至7～8，然后加入四甲基氯化铵，加热搅拌至完全溶解；(2)继续加入十八烷基三甲基氯化铵溶液，在加热条件下搅拌一段时间后，冷却至室温、洗涤、抽滤、烘干、冷却后研磨过筛，即可。将改性钠基膨润土投加到含油废水中，调节pH为6～7，设定温度在45±1℃条件下反应，搅拌2～3h，含油废水中油污除去率可高达96.25％，吸附去除废水的油污废水可达标排放(GB8978‑1996)。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，更具体的说是涉及一种烷基氯化铵改性钠基膨润土的制备方法及其在处理石油废水中的应用。

背景技术

石油工业废水中不仅含有大量的烃类，还有酚类、多环芳烃、酯类等有毒物质，若不恰当处理，会造成水体中有毒物质的积累，最终造成生态系统的损害。含油废水的成分和特征因工业不同而相差较大，含油废水成分复杂，通过粒径大小主要分为悬浮油、分散油、乳化油、溶解油，随着政府部门对水环境污染等问题加以重视，对有油污水做出了严格的排放要求，因此对石油污水处理技术的进一步研究具有较高的现实意义和实用价值。

当前含油废水的处理方法通过作用原理分类，主要包括重力分离法、过滤分离法、混凝法、生物法、浮选法和吸附分离法等，其中吸附法常采用膨润土。膨润土是一种廉价无毒、性能优异的吸附剂，在我国含量居世界第二，占世界总量的60％，预测资源量在70亿吨以上，且价格便宜、比表面积大、吸附能力强，膨润土又叫蒙脱石粘土，蒙脱石的理论分子式为：Ex(H₂O)₄{(Al₂-X,Mgx)₂[(Si,Al)₄O₁₀](OH)₂}。膨润土是一种廉价无毒，性能优异的吸附剂，由于膨润土有很大的比表面积和阳离子交换容积，并且其表面吸附一层水膜，所以膨润土具有许多优越特性，如亲水性、膨胀性、吸附性、悬浮性和稳定性等。但是由于其良好的亲水疏油性，在处理含油废水时效果不佳。改性后的膨润土不仅可以进一步提高其比表面积，扩大层间距，更重要的是可以改变其亲水性，从而显著的提高其吸油性能，改性膨润土用于处理含油废水的研究多以十六烷基三甲基溴化铵作为改性剂，例如曹春艳等用CTMAB改性膨润土处理含油废水，除油率达到85.8％(曹春艳，于冰，赵莹莹.机改性膨润土处理含油废水的研究[J].硅酸盐通报，2012，31(6):1382－1387)；洪雷等利用磁化有机改性膨润土考察其对水中全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的吸附性能，发现此改性材料吸附PFOS的效果优于PFOA(洪雷,丁倩云,孙建强,常青.磁化有机改性膨润土吸附水中全氟化合物的实验[J].兰州交通大学学报,2021,40(02):107-113.)，但是其吸油性能均有一定的局限性。

因此，如何在石油废水处理过程中进一步提高膨润土的吸油性能是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种烷基氯化铵改性钠基膨润土的制备方法，不仅可以提高膨润土的比表面积，而且也可以改变膨润土吸附材料的亲水性，提高膨润土的吸油性能，将其用于石油废水的处理中，油污去除效率高且对环境友好。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种烷基氯化铵改性钠基膨润土的制备方法，包括以下步骤：

(1)在钠基膨润土中加入去离子水，调节pH值至7～8，然后加入四甲基氯化铵，加热搅拌至完全溶解；

(2)继续加入十八烷基三甲基氯化铵溶液，在加热条件下搅拌一段时间后，冷却至室温、洗涤、抽滤、烘干、冷却后研磨过筛，即可。

钠基膨润土是一种廉价无毒、性能优异的吸附剂，具有良好的分散性，和良好的亲水疏油性，由于钠基膨润土具有这样的亲水性，在处理含油废水时效果不佳，通过双烷基改性后的膨润土不仅可以改变表面性质，还可以改善膨润土的蓬松度，扩大层间距，增大比表面积，显著增加其吸附性能。