[发明专利]一种有机改性蒙脱石复合材料及其应用

说明书

本发明公开了一种有机改性蒙脱石复合材料及其应用。这种有机改性蒙脱石复合材料包括蒙脱石和12‑氨基十二酸；12‑氨基十二酸分散于蒙脱石的层间；有机改性蒙脱石复合材料中有机质的质量百分数≥15％；有机改性蒙脱石复合材料的比表面积≥40.0m²/g。本发明的有机改性蒙脱石复合材料，保留了天然蒙脱石的阳离子交换性，同时具有较高的有机碳含量和内部层间距；制备该有机改性蒙脱石复合材料所需原料储量丰富、价格低廉，且在使用过程中不会对环境造成污染；该有机改性蒙脱石复合材料作为吸附剂对重金属的吸附效率高。

技术领域

本发明涉及矿物材料领域，具体涉及一种有机改性蒙脱石复合材料及其应用。

背景技术

蒙脱石是一种层状硅酸盐粘土矿物，具有丰富的微孔、较高的阳离子交换容量、良好的膨胀特性和较大的表面积等特点，对重金属具有良好的吸附能力。由于蒙脱石储量丰富、成本低廉和环境友好，现已广泛应用于重金属的污染治理。但是，天然蒙脱石中阳离子与蒙脱石片层的结合力较弱，其活性位点可以被其它阳离子(包括无机阳离子和有机阳离子)再交换，导致吸附效果降低。

为克服这一弱点，有机改性蒙脱石是重要的手段之一。近年来，关于有机改性蒙脱石材料的研究中，主要选择了表面活性剂对蒙脱石进行改性。然而，这些表面活性剂多数对环境不友好。CN109133249A公开了一种利用改性蒙脱石高效去除海水中镉的方法，制备的复合材料可去除海水中的重金属镉，但该材料的制备过程需用吡咯烷二硫代甲酸铵、二乙胺基二硫代甲酸钠等有毒有害的有机试剂。因此，亟待研发新型、绿色无污染的改性材料来实现对重金属离子的高效吸附。

发明内容

为了克服现有技术存在蒙脱石对重金属的吸附效率低、改性蒙脱石制备过程二次污染的问题，本发明的目的之一在于提供一种有机改性蒙脱石复合材料，本发明目的之二在于提供这种有机改性蒙脱石复合材料的制备方法，本发明目的之三在于提供这种有机改性蒙脱石复合材料在吸附重金属中的应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种有机改性蒙脱石复合材料，有机改性蒙脱石复合材料包括蒙脱石和12-氨基十二酸；12-氨基十二酸分散于蒙脱石的层间；有机改性蒙脱石复合材料中有机质的质量百分数≥15％；有机改性蒙脱石复合材料的比表面积≥40.0m²/g。

优选的，这种有机改性蒙脱石复合材料中，有机质的质量百分数为15％-30％；进一步优选的，有机质的质量百分数为15％-25％；再进一步优选的，有机质的质量百分数为18％-22％。

优选的，这种有机改性蒙脱石复合材料中，有机改性蒙脱石复合材料的比表面积为40.0m²/g-80m²/g；进一步优选的，有机改性蒙脱石复合材料的比表面积为46.0m²/g-70m²/g；比表面积通过BET法测试得到。

本发明还提供了上述有机改性蒙脱石复合材料的制备方法，包括以下步骤：

12-氨基十二酸溶液与蒙脱石混合反应，得到有机改性蒙脱石复合材料。

优选的，这种有机改性蒙脱石复合材料的制备方法中，蒙脱石的纯度≥70％；进一步优选的，蒙脱石的纯度≥80％。

优选的，这种有机改性蒙脱石复合材料的制备方法中，蒙脱石为钠基蒙脱石；进一步优选的，钠基蒙脱石为原始钙基蒙脱石改性所得。

进一步优选的，钠基蒙脱石为原始钙基蒙脱石改性所得时，采用氯化钠溶液对原始钙基蒙脱石进行钠化处理；再进一步优选的，采用氯化钠溶液对原始钙基蒙脱石进行钠化处理时，氯化钠与原始钙基蒙脱石的质量比为(0.4-0.8)：1；又进一步优选的，采用0.4mol/L-0.8mol/L的氯化钠溶液对原始钙基蒙脱石进行钠化处理；更进一步优选的，采用0.5mol/L的氯化钠溶液对原始钙基蒙脱石进行钠化处理。