本发明专利技术公开了一种聚乙烯醇包埋制备球形膨润土的方法，其特征在于：方法的步骤如下：（１）将季铵盐阳离子表面活性剂溶于水中，加入天然膨润土，搅拌、洗涤、过滤、烘干、活化、研磨过１００目筛，即制得有机膨润土；（２）将上述有机膨润土与含０．０２～０．２％海藻酸钠的１０％聚乙烯醇溶液混合，搅拌使其混合均匀；（３）用带移液枪头的分液漏斗将上述混合物滴加到交联剂中进行交联反应，边搅拌边滴加，交联反应后，用蒸馏水冲洗干净，烘干即可。本发明专利技术吸附去除水中污染物后不需过滤、离心或沉降；去除有机物的效果与粉末态膨润土相当，去除重金属的效果优于粉末态膨润土，可实现同时去除废水中的有机污染物和重金属，并且经简单处理后可重复多次使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新型材料合成，尤其涉及一种。
技术介绍
我国污水年排放量将近500亿吨，其中绝大部分污水未经处理就直接排入江河湖海，严重威胁着人们的生命安全。造成水污染严重的主要原因之一是缺少经济、高效的废水处理实用技术和新型材料，且环境污染控制与修复是国内外环境科学与工程领域必须解决的问题之一，因此，寻找一种高效、经济、简捷的废水处理方法显得尤为重要。膨润土是一种以蒙脱石(Montmorillonite)为主要成分的粘土岩，在我国资源十分丰富，居世界首位，总储量大于70亿吨，膨润土矿遍布全国23个省，大型矿床20多个。经季铵盐阳离子表面活性剂改性的有机膨润土去除水中有机污染物的能力比天然土提高几十甚至几百倍，能有效遏制有机污染物在环境中的迁移，在废水处理及污染环境修复中有良好的应用前景。因此，若能将膨润土作为废水处理的材料，那将是非常理想的。长期以来，国内外学者对有机膨润土的吸附性能、作用机理、影响因素及回收利用等方面做了大量富有成效的工作。但是仍有诸多方面的问题有待于研究解决，比如(1)有机膨润土吸附处理废水中的污染物后固-液分离困难，在环境工程中应用的最大障碍就是膨润土吸附污染物后难以与净化水分离，使污染体系由污水转为污泥，造成膨润土处理有机废水后难以回收利用。(2)常见的有机膨润土功能结构单一，对重金属的去除效果很差，不能有效地同时去除废水中的有机污染物和重金属。因此，解决有机膨润土吸附水中污染物后固-液分离难的问题，使其利于回收利用，重复多次使用；且经过适当处理后使其能同时去除水中有机物和重金属，这对将膨润土推广应用于实际废水处理具有非常重要的意义。针对以上问题，利用高分子包埋材料PVA，采用PVA-H3BO3包埋法，在一定条件下将粉末态有机膨润土固定化成球形膨润土，解决了膨润土吸附水中污染物后固-液分离难的问题，大大提高了对水中重金属的去除率，而且对有机污染物的去除率几乎没有降低，实现了有机物和重金属的共同去除。Xu，S.；Sheng，G；Boyd S.A.Use of organoclays in pollutants abatement.Advances inAgronomy，1997.5925-62. Smith J.A.；Jaffe P.R.Benzene transport through landfill liners containing organophilicbentonite.Environ.Eng.，1994，120(6)1559-1577. Park J-W；Jaffe P R.Phenanthrene removal from soil slurries with surfactants treated oxides.Environ.Eng.，1995，121(6)430-437.
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。解决了有机膨润土吸附处理水中污染物后固-液分离难的问题，在保持有机膨润土对有机物具有高去除率的同时，提高对重金属的去除率。方法的步骤如下(1)将季铵盐阳离子表面活性剂溶于水中，加入天然膨润土，季铵盐阳离子表面活性剂用量为膨润土阳离子交换容量的50～200％，在20～30℃温度下搅拌1.5～4h，洗涤、过滤、烘干，在90～110℃温度下活化30～60min，研磨过100目筛，即制得有机膨润土；(2)将质量体积比为7∶50～9∶50的上述有机膨润土与含0.02～0.2％海藻酸钠的10％聚乙烯醇溶液混合，搅拌30～90min，使其混合均匀；(3)用带移液枪头的分液漏斗将上述混合物滴加到交联剂中进行交联反应，交联剂为含2％氯化钙的饱和硼酸溶液，并用Na2CO3溶液调节pH至6.3～6.7，边搅拌边滴加，交联反应1～12h后，用蒸馏水冲洗干净，在50～70℃下烘干，制得经PVA包埋的球形膨润土。所述聚乙烯醇的平均聚合度为1750±50或1750±70，醇解度为98～100％。所述的季铵盐阳离子表面活性剂为烷基碳数在10以上的长链型季铵盐阳离子表面活性剂。烷基碳数在10以上的长链型阳离子表面活性剂为氯化十二烷基吡啶、氯化十四烷基吡啶、氯化十六烷基吡啶、溴化十四烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵。天然膨润土是粒径为100～200目的钠基或钙基膨润土。本专利技术的积极效果(1)去除水中污染物后不存在固-液分离问题，不需过滤、离心或沉降，解决了膨润土在废水处理中固-液分离难的问题；(2)去除有机物的效果与粉末态膨润土相当，去除重金属的效果优于粉末态膨润土，可实现同时去除废水中的有机污染物和重金属，并且经简单处理后可重复多次使用，有助于将膨润土真正推广应用于废水处理。(3)原料易得，我国膨润土资源十分丰富，居世界首位，总储量大于70亿吨。附图说明图1是球形膨润土与粉末态有机膨润土固-液分离情况对比示意图；图2是球形膨润土与粉末态膨润土吸附β-萘酚的比较示意图；图3是球形膨润土与粉末态膨润土吸附萘的比较示意图；图4是球形膨润土与粉末态膨润土吸附Cd2+的比较示意图；图5是球形膨润土对β-萘酚的多次吸附及表面活性剂的脱附示意图。具体实施例方式本专利技术制备原理为本专利技术所用PVA-H3BO3包埋技术的原理如下 PVA与H3BO3发生化学反应生成凝胶。利用该法形成的凝胶，颗粒机械强度高，使用寿命长，且弹性好。本专利技术吸附去除污染物的机理为膨润土主要成分是蒙脱石。蒙脱石是2∶1型的层状硅酸盐矿物，属于单斜晶系，单位晶胞由两层硅氧四面体夹一层铝(镁)氧(羟基)八面体组成。蒙脱石八面体中的Al3+和四面体中的Si4+往往部分(或全部)被其它不等价阳离子(Fe3+、Fe2+、Zn2+、Mn2+、Li+等)所置换，形成层间永久性负电荷。另外，蒙脱石晶体边缘破键，在pH＞7时端面带负电荷，也可吸附少量阳离子，因此，膨润土原土可通过离子交换作用吸附去除重金属离子。但是，天然膨润土由于表面硅氧结构具有极强的亲水性和层间大量可交换性阳离子的水解，使其表面通常存在一层薄的水膜，不能有效吸附疏水性有机污染物。而由于有机离子之间存在疏水作用和强的分子间力，可以置换膨润土层间的无机阳离子，使其成为疏水性的有机膨润土。用季铵盐阳离子表面活性剂改性的有机膨润土，由于有机阳离子的水合作用明显小于无机阳离子，在有机膨润土表面形成疏水环境，有机碳含量提高，因此从水中去除疏水性有机污染物的能力比天然土提高几十甚至几百倍。虽然有机膨润土对有机污染物具有很好的吸附去除效果，但是，经表面活性剂改性的有机膨润土由于层间的可交换性无机阳离子被表面活性剂离子置换，而且表面活性剂不能与重金属发生表面络合作用或者层间配合作用，因此，有机膨润土对重金属离子基本不吸附。而有机膨润土与PVA溶液搅拌混合包埋合成球形有机膨润土后，PVA进入到膨润土层间，而PVA分子中存在很多羟基，重金属离子可与羟基发生配合作用，故增大了膨润土对重金属的吸附量，且吸附量随着改性时所用表面活性剂载量(CEC含量)的增大而增大；这是因为随着CEC含本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚乙烯醇包埋制备球形膨润土的方法，其特征在于：方法的步骤如下： （１）将季铵盐阳离子表面活性剂溶于水中，加入天然膨润土，季铵盐阳离子表面活性剂用量为膨润土阳离子交换容量的５０～２００％，在２０～３０℃温度下搅拌１．５～４ｈ，洗涤、过滤、烘干，在９０～１１０℃温度下活化３０～６０ｍｉｎ，研磨过１００目筛，即制得有机膨润土； （２）将质量体积比为７∶５０～９∶５０的上述有机膨润土与含０．０２～０．２％海藻酸钠的１０％聚乙烯醇溶液混合，搅拌３０～９０ｍｉｎ，使其混合均匀； （３）用带移液枪头的分液漏斗将上述混合物滴加到交联剂中进行交联反应，交联剂为含２％氯化钙的饱和硼酸溶液，并用Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］溶液调节ｐＨ至６．３～６．７，边搅拌边滴加，交联反应１～１２ｈ后，用蒸馏水冲洗干净，在５０～７０℃下烘干，制得经ＰＶＡ包埋的球形膨润土。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈学优，孙晓慧，卢瑛莹，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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