一种月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂的制备方法，其特征在于，将河沙或海砂用80-100目的筛子过筛，用水洗涤，干燥，得到预处理砂；用无水乙醇和γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷对预处理砂进行环氧基化；然后，在反应器中，按如下组成质量百分比加入50~60%的去离子水，6~15%的月桂酰胺丙基甜菜碱，搅拌溶解，再加入31~40%的环氧基化砂，各组分之和为百分之百，搅拌均匀后置于50kHz超声波中处理20~30 min，取出后固液分离，分离后的固体用去离子水洗涤，洗至滤液呈中性为止，干燥，得到月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂。该吸附剂对油脂具有很高的吸附容量，优良的物理化学和机械性能，再生能力强，反复使用次数多，既成本低又绿色环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种吸附剂的制备方法，属于水处理
，适于含油污水的除油净化，特别涉及一种月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂的制备方法及其在水处理中的应用。
技术介绍
月桂酰胺丙基甜菜碱，无色透明黏稠液体，易溶于水，具有优良的性能，极低刺激性的两性表面活性剂，可广泛与阳离子、阴离子、非离子表面活性剂配伍，具有理想的洗涤、抗静电和杀菌作用，对皮肤作用温和，泡沫丰富而稳定，并且有良好的粘度调节作用。本品是一种双官能团化合物，含烷基官能团和酰胺基官能团，具有优良的吸油性能。用月桂酰胺丙基甜菜碱改性的材料具有很强的亲油性，是很好的吸油材料。随着我国工业化的飞速发展，对石油的需求量越来越大，油品的使用越来月广泛，产生了大量的含有污水。含油废水主要来源于石油工业的采油、炼油、贮油、运输以及石油化工生产等过程，油品进入水体后，会在表层形成水膜，阻止氧气溶入水体，从而导致水体缺氧、生物死亡、造成严重的环境污染。目前我国颁布的《中华人民共和国海洋环境保护法》等法规规定，含油废水最高允许排放浓度为10mg/L。所以，含油废水的处理成为当下石油化工产业和环境保护等多个领域亟待解决的问题。吸附法是众多处理工艺中的一种，近年来国内外许多学者对吸附法处理含油废水的研究多集中在提高吸附剂的吸附效率，探究吸附剂的改性方法等。其吸附法具有工艺简单，吸附率高，适用范围广，性质稳定等特点在污水处理中得到广泛应用。用于含油废水吸附的吸附剂有活性炭、膨胀石墨、改性膨润土、改性粉煤灰、蛇纹石、凹凸棒石、沸石等。高赛男等研究了采油废水生物处理法出水活性炭吸附试验，（高赛男等.采油废水生物处理法出水活性炭吸附试验研究.环境科学与技术，2010-12,33(12):56–65）；王淑钊等研究了膨胀石墨对含油废水的吸附性能，（王淑钊等.膨胀石墨对含油废水的吸附性能研究.科技创新导报.2012(22):7-8）；舒明勇等研究了改性膨润土处理乳化液废水的试验,舒明勇等.改性膨润土处理乳化液废水的试验研究.化学工程师，2012(8):34-38）；邓慧等研究了粉煤灰去除含油废水的应用，（邓慧等我国利用粉煤灰去除含油废水的应用研究.粉煤灰，2012(3):10-14）。资源短缺和环境污染已经成为当今世界的两大主要问题，因此，利用天然资源，开发可行的、绿色经济、环境友好型产品和技术将成为可持续发展的必然趋势，可以加强我国应对突发性严重污染事件的应变处理能力，对环境保护、维持生态平衡，维护社会安全与稳定具有十分重要的作用。砂是天然、廉价易得的硅酸盐类矿物，砂是具有一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，砂的颜色为乳白色、或无色半透明状、或淡黄色，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于碱溶液，熔点1750℃。本申请对砂进行化学改性制备一种吸油的材料用于污水的水处理中，开发砂的新用途。采用吸附剂处理污水中的油污染，中国专利CN102059097B中公开了一种溢油污染吸附材料蒙脱石的制备方法，其特征：将蒙脱石配成悬浊液，水土质量比例为10：1~20：1；加入绿色表面活性剂十二烷基甜菜碱（BS-12）或十二烷基磺基甜菜碱（SB-12）搅拌5~10min；使之分散均匀；超声波处理10~20min；固液分离，干燥粉碎。梁卫东等，研究了乙烯基三乙氧基硅烷改性凸凹棒土多孔亲油材料的制备及吸附性能，（梁卫东等，乙烯基三乙氧基硅烷改性凸凹棒土多孔亲油材料的制备及吸附性能。非金属矿，2013，36(5):57-59）；该材料可重复使用，吸附剂有对废水中油的吸附容量报道中没有给出。经检索，未见使用月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂吸附材料制备方法，并将其应用到污水处理中油的吸附报道。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂的制备方法，另一目的是将制备的月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂作为吸附剂应用到废水处理中。本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：（1）砂的预处理：将河沙或海砂用80-100目的筛子过筛，用水洗涤，干燥，得到预处理砂；（2）环氧基化砂：在反应器中，按如下组成质量百分比加入42~52%的无水乙醇，18~28%的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌溶解，再加入25~35%的预处理砂，各组分之和为百分之百，温度升至60±2℃，搅拌反应1~2h，冷却后，固液分离，分离后的固体用去离子水洗涤，洗至滤液呈中性为止，干燥，得到环氧基化砂；（3）月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂制备方法：在反应器中，按如下组成质量百分比加入50~60%的去离子水，6~15%的月桂酰胺丙基甜菜碱，搅拌溶解，再加入31~40%的环氧基化砂，各组分之和为百分之百，搅拌均匀后置于50kHz超声波中处理20~30min，取出后固液分离，分离后的固体用去离子水洗涤，洗至滤液呈中性为止，干燥，得到月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂。步骤（2）中所述固液分离后的滤液再添加5~10%质量百分比的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷后，可继续使用。步骤（3）中所述固液分离后的滤液再添加2~5%质量百分比的月桂酰胺丙基甜菜碱后，可继续使用。本专利技术的另一目的是提供将制备的月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂作为吸附剂应用到废水中油脂处理，废水中油脂包括：原油、柴油、润滑油、机油、植物油、汽油。使用方法包括静态吸附和动态吸附：将制备好的月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂用去离子水浸泡40min，按静态法吸附；按动态法吸附，将吸附剂装入吸附柱，含油脂的废水以流速为5.0mL/min通过。本专利技术的优点及效果是：（1）本专利技术获得的月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂具有良好的物理化学稳定性和优异的机械强度，吸附容量大，最大吸附容量189.2mg/g，反复使用次数可达10次以上；（2）本专利技术获得的月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂对水体中各种油脂（如原油、柴油、润滑油、机油、植物油、汽油等）均有较好吸附和洗脱，吸附效率高，吸附的速度快，解吸性能好，能够在较宽的酸碱范围内使用；（3）合成的过程要求的条件容易控制，能耗低，操作简单，再生资源利用，易于工业化生产。具体实施方式实施例1（1）砂的预处理：将河沙或海砂用80-100目的筛子过筛，用水洗涤，干燥，得到预处理砂；（2）环氧基化砂：在反应器中，分别加入无水乙醇：60mL，γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷：22mL，搅拌溶解，再加入预处理砂：30g，温度升至60±2℃，搅拌反应1.5h，冷却后，固液分离，分离后的固体用去离子水洗涤，洗至滤液呈中性为止，干燥，得到环氧基化砂；（3）月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂制备方法：在反应器中，分别加入去离子水：55mL，月桂酰胺丙基甜菜碱：10g，搅拌溶解，再加入环氧基化砂：35g，搅拌均匀后置于50kHz超声波中处理25min，取出后固液分离，分离后的固体用去离子水洗涤，洗至滤液呈中性为止，干燥，得到月桂酰胺丙基甜菜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：（1）砂的预处理： 将河沙或海砂用80‑100目的筛子过筛，用水洗涤，干燥，得到预处理砂；（2）环氧基化砂：在反应器中，按如下组成质量百分比加入42~52%的无水乙醇，18~28%的 γ―(2,3‑环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷，搅拌溶解，再加入25~35%的预处理砂，各组分之和为百分之百，温度升至60±2℃，搅拌反应1~2 h，冷却后，固液分离，分离后的固体用去离子水洗涤，洗至滤液呈中性为止，干燥，得到环氧基化砂；（3）月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂制备方法：在反应器中，按如下组成质量百分比加入50~60%的去离子水，6~15%的月桂酰胺丙基甜菜碱，搅拌溶解，再加入31~40%的环氧基化砂，各组分之和为百分之百，搅拌均匀后置于50kHz超声波中处理20~30 min，取出后固液分离，分离后的固体用去离子水洗涤，洗至滤液呈中性为止，干燥，得到月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂。

【技术特征摘要】
1.一种月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：
（1）砂的预处理：将河沙或海砂用80-100目的筛子过筛，用水洗涤，干燥，得到预处理砂；
（2）环氧基化砂：在反应器中，按如下组成质量百分比加入42~52%的无水乙醇，18~28%的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌溶解，再加入25~35%的预处理砂，各组分之和为百分之百，温度升至60±2℃，搅拌反应1~2h，冷却后，固液分离，分离后的固体用去离子水洗涤，洗至滤液呈中性为止，干燥，得到环氧基化砂；
（3）月桂酰胺丙基甜菜碱改性砂制备方法：在反应器中，按如下组成质量百分比加入50~60%的去离子水，6~15%的月桂酰胺丙基甜菜碱，搅拌溶解，再加入31~40%的环氧基化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧芝，周英杰，潘金营，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37