[发明专利]一种高疏水性有机修饰天然沸石及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高疏水性有机修饰天然沸石及其制备方法，方法包括以下步骤：步骤1、先按质量比1：(0.05～0.2)：(20～50)取天然沸石、含有6个可水解基团的硅烷偶联剂和一元醇，再将一元醇配制成浓度为20％～40％的一元醇水溶液，接着将天然沸石、硅烷偶联剂Ⅰ和一元醇水溶液混合，并在50～80℃下充分搅拌，然后依次进行抽滤、醇洗、烘干并研磨，得到高亲水性富羟基天然沸石；步骤2、按照质量比1：(0.001～0.01)：(20～50)将高亲水性富羟基天然沸石、含有机疏水链基团的硅烷偶联剂和非极性溶剂混合，在50～80℃下充分搅拌，然后进行抽滤、水洗、烘干并研磨，得到高疏水性有机修饰天然沸石，具有良好的疏水性。

技术领域

本发明涉及天然沸石改性，具体是一种高疏水性有机修饰天然沸石及其制备方法。

背景技术

天然沸石是一种多孔含水铝硅酸盐矿物，其结构是由硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧而相互连接形成的，具有优异的吸附、催化和离子交换性能，其在环境污染物治理方面具有广阔的应用前景。我国的天然沸石资源非常丰富，已发现近400处沸石矿床(点)，总储量约30亿吨。天然沸石的硅铝比为2～6，属于中低硅沸石，其表面含有羟基基团，亲水性较高，导致其对疏水性污染物的去除效果不高，极大限制了其在环境污染物处理中的广泛应用。因此，如何提高天然沸石的疏水性成为国内外研究者重点关注的课题之一。

沸石的亲疏水性与其羟基含量密切相关、羟基含量越低，沸石的疏水性越高，反之，亲水性越高。对天然沸石进行有机修饰可有效降低其表面羟基含量并增加疏水性基团的含量，从而提高沸石的疏水性。然而，受天然沸石表面羟基含量的限制，有机改性剂在其表面的固载量往往不高，使得所得有机修饰天然沸石的疏水性能不佳。因此，如何提高天然沸石表面的羟基含量，增加沸石表面有机基团的固载量，进而提升其表面疏水性成为亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高疏水性有机修饰天然沸石及其制备方法，不仅合成方法简单且条件易于控制，而且有机修饰后的天然沸石具有良好的疏水性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高疏水性有机修饰天然沸石的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、高亲水性富羟基天然沸石的制备

先按照质量比1：(0.05～0.2)：(20～50)取天然沸石、硅烷偶联剂Ⅰ和一元醇，再将一元醇加入去离子水中配制成浓度为20％～40％的一元醇水溶液，接着将天然沸石、硅烷偶联剂Ⅰ和一元醇水溶液混合，并在50～80℃下充分搅拌，然后依次进行抽滤、醇洗、烘干并研磨，得到高亲水性富羟基天然沸石；

所述硅烷偶联剂Ⅰ为含有6个可水解基团的硅烷偶联剂；

步骤2、高疏水性有机修饰天然沸石的制备

按照质量比1：(0.001～0.01)：(20～50)将高亲水性富羟基天然沸石、硅烷偶联剂Ⅱ和非极性溶剂混合，在50～80℃下充分搅拌，然后进行抽滤、水洗、烘干并研磨，得到高疏水性有机修饰天然沸石；

所述硅烷偶联剂Ⅱ为单个分子结构中至少含有一个有机疏水链基团的硅烷偶联剂。

进一步地，所述步骤1中的硅烷偶联剂Ⅰ为1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷或1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷。

进一步地，所述步骤1中一元醇水溶液是浓度为20～40％的乙醇水溶液、甲醇水溶液或正丁醇水溶液。

进一步地，所述步骤2中硅烷偶联剂Ⅱ为巯基丙基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷或甲基苯基二甲氧基硅烷。

进一步地，所述步骤2中非极性溶剂为对二甲苯、甲苯或苯。

进一步地，所述步骤1和步骤2中的搅拌时间均为12～36h。