CN106902730A - 一种高效去除废水中有机污染物的有机粘土制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的是使用三聚季铵盐表面活性剂制备有机粘土，可以高效吸附去除废水中的有机污染物，在低于常用表面活性剂浓度50倍的条件下即可获得，而且粘土比表面积增大，吸附率明显提高，反絮凝作用增强。具体制备步骤为：将干燥、粉碎过20-100目筛的膨胀型粘土与三聚季铵盐表面活性剂溶液按照1∶100-1∶250的固液比混合，在60-80℃条件下搅拌10-48小时，离心分离得到产物，在60～100℃下干燥后研磨制得。

Description

一种高效去除废水中有机污染物的有机粘土制备方法
技术领域
一种高效去除废水中有机污染物的有机粘土制备方法，属于无机固体材料制备领域。
背景技术
利用有机粘土矿物去除有机污染物是目前最有效的方法之一。与活性炭及斜发沸石相比，有机改性粘土更为廉价易得，且具有高的化学、机械稳定性，多孔隙率，分散悬浮性、离子交换性等优异性能，且不同于活性炭的竞争吸附而通常表现为分配吸附机制，在复杂混合有机物的吸附中具有明显优势。
目前，制备有机改性粘土使用的季铵盐表面活性剂局限于长链烷基季铵阳离子表面活性剂或与非离子表面活性剂混合使用，往往只有在强碱条件下才能达到较高的去除率，使其在废水处理中的应用受到限制。开发新型有机改性粘土，增强有机改性粘土的吸附容量和效率成为迫切解决的问题。寡聚表面活性剂由连接基团通过化学键连接而成的介于单链表面活性剂与聚合物表面活性剂之间的一类特殊表面活性剂，表现出与单链和聚合物表面活性剂不同的溶液和界面行为。与传统的表面活性剂相比，该类表面活性剂具有更高的界面活性和更强的聚集能力。
发明人研究表明，三聚季铵盐表面活性剂可在层间形成高有机碳含量、高电荷密度的的层间结构，层间距明显大于传统表面活性剂粘土和双子季铵盐表面活性剂粘土，且对有机污染物的吸附效率和效能都远高于上述两种表面活性剂改性粘土，反絮凝作用也得到明显增强。
发明内容
本发明目的在于提供一去高效去除废水中有机污染物的有机改性粘土制备方法。具体制备方法为：将干燥、粉碎过20-100目筛的膨胀型粘土与三聚季铵盐表面活性剂溶液按照1∶100-1∶250的固液比混合，在60-80℃条件下搅拌10-48小时，离心分离得到产物，在60～100℃下干燥后研磨得到目标产品。
所述季铵盐双子表面活性剂具有如下结构：
式中，R1、R2为碳链长度相同或不同长脂肪碳链，通式为CnH2n+1，其中n＝8～18，Y为刚性联接基团，可以为(CH2)m(m＝2-4)、(CHOH)2或CH2(CHOH)2 CH2。
所述的膨胀型粘土为蒙脱土或膨润土。所述双子季铵盐表面活性剂溶液的浓度在0.0001-0.01mol/L范围内。
本发明的有益效果：
利用具有多季铵盐头基位点的表面活性剂构建有机粘土，其层间结构具有有机碳含量高、电荷密度高及层间吸附区域拓宽等特点，使得有机粘土对有机污染物的吸附效能显著增强，反絮凝作用增强，从而更有效地去除废水中的有机污染物。
具体实施方式
实施例1
在1000mL烧杯中加入10g蒙脱土和1000mL 0.01mol/L的三聚季铵盐表面活性剂{[C12H25N+Br(CH3)2]2(CH2)2C12H25N+BrCH3}，60℃下磁力搅拌10小时，离心得到固体产品并在80℃下烘干，经碾磨，过20目筛，制得有机改性蒙脱土。
将制得的{[C12H25N+Br(CH3)2]2(CH2)2C12H25N+BrCH3}改性有机蒙脱土0.1g加入200mL的50mg/L二氯乙烷溶液中混合。在温度为25℃，转速为190r/min的条件下振荡吸附6h，离心分离，取上清液测定剩余苯酚浓度，计算苯酚去除率为89％。
实施例2
在500mL烧杯中加入5g膨润土和1250mL 0.005mol/L的三聚季铵盐表面活性剂{[C16H33N+Br(CH3)2]2(CHOH)2C16H33N+BrCH3}，在80℃温度下磁力搅拌24小时，离心得到固体产品并在80℃下烘干，经碾磨，过100目筛，制得有机改性膨润土。
将制得的{[C16H33N+Br(CH3)2]2(CHOH)2C16H33N+BrCH3}改性有机膨润土0.2g加入200mL的200mg/L苯酚溶液中混合。在温度为25℃，转速为190r/min的条件下振荡吸附6h，离心分离，取上清液通过紫外可见分光光度法测定剩余苯酚浓度，计算苯酚去除率为82％。
实施例3
在1000mL烧杯中加入5g蒙脱土和1000mL 0.05mol/L的三聚季铵盐表面活性剂{[C18H37N+Br(CH3)2]2[(CH2)2CHOH]2C8H17N+BrCH3}在70℃温度下磁力搅拌36小时，离心得到固体产品并在80℃下烘干，经碾磨，过80目筛，制得有机改性蒙脱土。
将制得的{[C18H37N+Br(CH3)2]2[(CH2)2CHOH]2C8H17N+BrCH3}有机蒙脱土0.3g与200mL的100mg/L对硝基苯酚溶液混合。在温度为25℃，转速为190r/min的条件下振荡吸附6h，离心分离，取上清液通过紫外可见分光光度法测定剩余对硝基苯酚浓度，计算去除率为90％。
实施例4
在500mL烧杯中加入5g膨润土和1200mL 0.008mol/L的三聚季铵盐表面活性剂{[C14H9N+Br(CH3)2]2(C2H4)2]2C14H29N+BrCH3}，在65℃温度下磁力搅拌48小时，离心得到固体产品并在80℃下烘干，经碾磨，过80目筛，制得有机改性膨润土。
将制得的{[C14H9N+Br(CH3)2]2(C2H4)2]2C14H29N+BrCH3}改性有机膨润土0.2g加入200mL的400mg/L苯酚溶液中混合。在温度为25℃，转速为190r/min的条件下振荡吸附6h，离心分离，取上清液通过紫外可见分光光度法测定剩余苯酚浓度，计算苯酚去除率为79％。

Claims (4)

1.一种去除废水中有机污染物的有机改性粘土制备方法，其主要特征是采用三聚季铵盐表面活性剂对膨胀型粘土进行改性，制备比表面积大的高效吸附有机粘土，可有效吸附废水中的有机污染物。
具体制备步骤为：将干燥、粉碎过20-100目筛的膨胀型粘土与三聚季铵盐表面活性剂溶液按照1∶100-1∶250的固液比混合，在60-80℃条件下搅拌10-48小时，离心分离得到产物，在60～100℃下干燥后研磨制得。
2.根据权利要求1所述一种高效去除废水中有机污染物的有机改性粘土制备方法，其特征所述季铵盐三聚表面活性剂具有如下结构：
式中，R1、R2、R3为碳链长度相同或不同长脂肪碳链，通式为CnH2n+1，其中n＝10～18，Y为刚性联接基团，可以为(CH2)m(m＝2，4，6)、(CHOH)2或CH2(CHOH)2CH2。
3.根据权利要求1所述一种高效去除废水中有机污染物的有机改性粘土制备方法，其特征所述的膨胀型粘土为蒙脱土或膨润土。
4.根据权利要求1所述一种高效去除废水中有机污染物的有机改性粘土制备方法，所述三聚季铵盐表面活性剂溶液的浓度在0.0001-0.01mol/L范围内。
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