一种高疏水性有机修饰天然沸石及其制备方法技术

本发明专利技术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。具有良好的疏水性。具有良好的疏水性。

【技术实现步骤摘要】
一种高疏水性有机修饰天然沸石及其制备方法


[0001]本专利技术涉及天然沸石改性，具体是一种高疏水性有机修饰天然沸石及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]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：
[0007]步骤1、高亲水性富羟基天然沸石的制备
[0008]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；
[0009]所述硅烷偶联剂Ⅰ为含有6个可水解基团的硅烷偶联剂；
[0010]步骤2、高疏水性有机修饰天然沸石的制备
[0011]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；
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]进一步地，所述步骤2中非极性溶剂为对二甲苯、甲苯或苯。
[0017]进一步地，所述步骤1和步骤2中的搅拌时间均为12～36h。
[0018]进一步地，所述步骤1和步骤2中的烘干均在60℃的温度下烘干。
[0019]一种高疏水性有机修饰天然沸石，其平均临界表面张力为34mN/m～46mN/m。
[0020]本专利技术具有如下有益效果：
[0021]本专利技术先通过有硅烷偶联剂Ⅰ水解形成的6个羟基基团和天然沸石表面的羟基反应，从而在沸石表面形成大量羟基，再与硅烷偶联剂Ⅱ水解形成的羟基进行反应，最大限度的在天然沸石表面引入有机疏水链基团，该合成方法简单且条件易于控制，得到的改性天然沸石表面羟基含量低且表面含有大量有机基团，从而使其疏水性得到很大的提升。
附图说明
[0022]图1：本专利技术实施例3制备的高亲水性富羟基天然沸石与天然沸石的FTIR图谱；
[0023]图2：本专利技术实施例3制备的高疏水性有机修饰天然沸石、常规方法制备的有机修饰天然沸石和天然沸石的FTIR图谱；
[0024]图3：本专利技术实施例3制备的高疏水性有机修饰天然沸石与常规方法制备的有机修饰天然沸石的浮选结果曲线一；
[0025]图4：本专利技术实施例3制备的高疏水性有机修饰天然沸石与常规方法制备的有机修饰天然沸石的浮选结果曲线二；
[0026]图5：本专利技术制备过程中的反应原理示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例对本专利技术的具体内容做进一步详细解释说明，但不作为对本专利技术的限定。
[0028]实施例1
[0029]步骤1、高亲水性富羟基天然沸石的制备
[0030]先按质量比1：0.05：20取天然沸石、1,2
‑
双(三甲氧基硅基)乙烷和无水乙醇，再将无水乙醇加入去离子水中配置成浓度为20％的乙醇水溶液，接着将天然沸石、1,2
‑
双(三甲氧基硅基)乙烷和乙醇水溶液混合，在60℃下搅拌12h，再抽滤，接着用无水乙醇洗涤2次，然后在60℃温度下烘干，最后研磨，得到高亲水性富羟基的天然沸石，其水蒸气吸附量为49mg/g；
[0031]步骤2、高疏水性有机修饰天然沸石的制备
[0032]按质量比为1：0.001：20将高亲水性富羟基天然沸石、十二烷基三甲氧基硅烷和甲苯混合，在60℃下搅拌12h，再抽滤，接着用去离子水洗涤2次，然后在60℃温度下烘干，最后研磨，得到高疏水性有机修饰天然沸石，其平均临界表面张力为46mN/m。
[0033]实施例2
[0034]步骤1、高亲水性富羟基天然沸石的制备
[0035]先按质量比1：0.07：25取天然沸石、1,2
‑
双(三甲氧基硅基)乙烷和无水乙醇，再将无水乙醇加入去离子水中配置成浓度为30％的乙醇水溶液，接着将天然沸石、1,2
‑
双(三甲氧基硅基)乙烷和乙醇水溶液混合，在60℃下搅拌12h，再抽滤，接着用无水乙醇洗涤3次，然后在60℃温度下烘干，最后研磨，得到高亲水性富羟基的天然沸石，其水蒸气吸附量为52mg/g；
[0036]步骤2、高疏水性有机修饰天然沸石的制备
[0037]按质量比1：0.003：25将高亲水性富羟基天然沸石、十二烷基三甲氧基硅烷和甲苯混合，在60℃下搅拌处理12h，再抽滤，接着用去离子水洗涤3次、然后在60℃温度下烘干，最后研磨，得到高疏水性有机修饰天然沸石，其平均临界表面张力为44mN/m。
[0038]实施例3
[0039]步骤1、高亲水性富羟基天然沸石的制备
[0040]先按质量比1：0.1：30取天然沸石、1,2
‑
双(三甲氧基硅基)乙烷和无水乙醇，再将无水乙醇加入去离子水中配置成浓度为40％的乙醇水溶液，接着将天然沸石、1,2
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双(三甲氧基硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高疏水性有机修饰天然沸石的制备方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的高疏水性有机修饰天然沸石的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的硅烷偶联剂Ⅰ为1,2
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双(三乙氧基硅基)乙烷或1,2
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【专利技术属性】
技术研发人员：王程，王李鹏，冯锴，都扶岭，于倩茹，黄剑锋，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：