一种水处理用粘土矿吸附材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新的吸附材料及其制备方法，涉及一种利用粘土矿柱撑改性后得到的吸附材料。本发明专利技术的目的之一在于提供一种用于水处理的吸附材料，包括由含有蒙皂类结构的粘土矿悬浊液通过柱化剂柱撑改性后得到的柱撑粘土，所述柱化剂为铝三十巨聚阳离子。所述粘土矿包括蒙脱石、膨润土中的一种或两种。所述柱化剂优选含有双keggin结构的铝三十巨聚阳离子。本发明专利技术的另一目的在于提供一种以铝三十巨聚阳离子柱撑改性粘土矿制备吸附材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种吸附材料及其制备方法，尤其是涉及一种利用粘土矿柱撑改性后 得到的吸附材料。
技术介绍
水和废水的处理及其再利用已成为人类面临的日益重要的课题。在当今水处理技 术领域中，吸附是一种常用的工艺。目前主要使用的吸附材料是活性炭，但是价格成本较 高。我国有丰富的膨润土矿藏，利用其开发优良吸附性能水处理材料，具有重要的经济意 义。 膨润土是以蒙脱石为其主要组分的粘土矿。膨润土的各种性能主要体现了蒙脱石 的结构特点。蒙脱石呈层状硅酸盐，该类硅酸盐的基本构造单位是Si-Ο四面体和A1_(0， 0H)或Mg-(0, 0H)八面体，蒙脱石是由两片顶角朝里的Si-0四面体中间夹一片A1-(0,0H) 八面体组成的2 : 1型结构，四面体的八面体靠其间共用的氧原子连接，各晶胞之间靠氧层 连接。蒙脱石具有较高的离子交换交换容量（80-120mmol/100g)及良好的吸附性能；在常 温、常压下，离子、水和盐类以及几乎所有有机物能够出入蒙脱石层间，形成复杂的蒙脱石 无机复合体和蒙脱石有机复合体，拓展了蒙脱石在环保领域的应用。但由于膨润土表面硅 氧结构极强的亲水性及层间阳离子的水解，故未经改性的膨润土吸附处理水中有害物质的 性能较差。为此，一般用于水处理的膨润土需要经一次或两次改性处理。 常用改性方法是柱撑。常用的改性剂主要是如Ti、Al、Fe等盐类，这类金属盐经过 水解可形成无机高分子阳离子聚合物，通常为铝十三。由此得到的柱撑改性吸附材料，其比 表面积和吸附能力有一定提高，但是由于其空间尺寸较小，电荷较少，改进程度不能完全满 足应用需求，并且不具有混凝作用，不利于发挥吸附材料的吸附净化作用。 为此，需要进一步提商和改善粘土矿吸附材料的吸附性能，以提商水和废水处理 效果。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种用于水处理的吸附材料，包括由含有蒙皂类结构 的粘土矿悬浊液通过柱化剂柱撑改性后得到的柱撑粘土，所述柱化剂为铝三十巨聚阳离 子。所述粘土矿包括蒙脱石、膨润土中的一种或以上。所述粘土矿悬浊液的浓度2-3〇 Wrt%， 柱化剂与粘土矿的铝土比在〇.5-30mmol/g之间。所述铝土比是指柱化剂中的铝（以mmol A1计量）和粘土矿中的土（以g计量）的比值在0· 5mmol/g至30mmol/g之间。所述柱化 剂优选含有双keggin结构的铝三十巨聚阳离子。 本专利技术的另一目的在于提供一种以铝三十巨聚阳离子柱撑改性粘土矿制备吸附 材料的制备方法，具体包括如下步骤： (1)在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行恒温熟化，所述恒温为80?100°C，熟化过 程持续10?48小时。（2)然后添加浓度为2-3〇 Wrt%的粘土矿悬浊液，持续搅拌1?8小 时，进行柱撑改性，控制铝土比在0. 5-30mmol/g之间。改性反应温度控制在20-80°C之间。 (3)最后将离心分离得到的固体进行烘干，优选在40-80°C温度下烘干，得到本发 明所述的吸附材料。 根据本专利技术所述的吸附材料，同时兼具吸附和混凝作用，能够发挥独特吸附混凝 性能。其表面积和吸附容量得到极大增强，并能发挥柱化剂原有的絮凝性能。吸附材料产 品层间距增加了 10-20%，比表面积增加了 50-200%，吸附容量增加了 50-300%。 根据本专利技术所述的制备方法，首次利用了新发现的巨聚阳离子铝三十的双keggin 结构以及由此形成的独特的巨型空间结构和高的电荷，将巨聚阳离子铝三十作为柱化剂进 行粘土改性，使得吸附材料中粘土矿层的间距进一步拉大，双电层进一步压缩，比表面积有 效增加，从而吸附效果有效增强，同时又能发挥铝三十的絮凝性能，从而提高新型吸附材料 的吸附混凝效果。 【附图说明】 图1为本专利技术所述制备方法的流程图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步描述。 实施例1 在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行恒温熟化，温度控制为90°C，熟化36小时后， 按比例添加浓度为lOwrt%的膨润土粘土矿悬池液，使反应荃中的错土比为6mmol/g，室温 下搅拌8小时，使物料充分混合。最后进行离心分离，在60°C温度下烘干得到所述吸附材 料。 相较于改性前，所得膨润土的层间距增加12%，比表面积增加55%。 实施例2 在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行恒温熟化，温度控制为95°C，熟化15小时后， 按比例添加浓度为lOwrt%的蒙脱石粘土矿悬浊液，使反应釜中铝土比为30mm 〇l/g，60°C 温度下搅拌2小时，使物料充分混合。最后自然冷却到室温，进行离心分离，在60°C温度下 烘干后得到所述吸附材料。 相较于改性前，所得改性蒙脱石的层间距增加10%，比表面积增加100%。 实施例3 在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行恒温熟化，温度控制为80°C，熟化48小时后， 按比例添加浓度为30wrt%的膨润土粘土矿悬浊液，使反应釜中铝土比为20mm 〇l/g，40°C 温度下搅拌1小时，使物料充分混合。最后自然冷却到室温，进行离心分离，在60°C温度下 烘干后得到所述吸附材料。 较于改性前，膨润土的层间距增加30%，比表面积增加80%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水处理的粘土矿吸附材料，其特征在于：包括由含有蒙皂类结构的粘土矿悬浊液通过柱化剂柱撑改性后得到的柱撑粘土，所述柱化剂包括铝三十巨聚阳离子。

【技术特征摘要】
2013.12.25 CN 201310722334.51. 一种用于水处理的粘土矿吸附材料，其特征在于：包括由含有蒙皂类结构的粘土矿 悬浊液通过柱化剂柱撑改性后得到的柱撑粘土，所述柱化剂包括铝三十巨聚阳离子。2. 如权利要求1所述的粘土矿吸附材料，其特征在于：所述粘土矿悬浊液的浓度为 2-30wrt%，柱化剂与粘土矿的错土比为0. 5_30mmol/g。3. 如权利要求1或2所述的粘土矿吸附材料，其特征在于：所述柱化剂为含有双 keggin结构的铝三十巨聚阳离子。4. 如权利要求1所述的粘土矿吸附材料，其特征在于：所述粘土矿包括蒙脱石、膨润土 中的一种或两种。5. -种用于水处理的粘土矿吸附材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： ...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶长青，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32