CN106925230A - 一种凹凸棒土高效油污吸附剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凹凸棒土高效油污吸附剂，包括以下重量份的原料：改性凹凸棒土50‑70份、焦炭5‑10份、褐煤3‑6份、羧甲基纤维素钠1‑3份、黏土添加物10‑20份、矿石粉添加物10‑16份、钛酸四丁酯8‑12份、无水乙醇20‑30份、碳酸钙纤维5‑10份、活性炭2‑4份。本发明的一种凹凸棒土高效油污吸附剂在各领域均有良好的吸附特性，尤其是在油污处理方面，有利于油污路面的快速清洗，吸附效率高，吸附处理后的凝胶状物体很容易收集，对路面不会造成损害，没有环境污染，同时本发明提供的制备方法材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的使用价值和良好的应用前景。

Description

一种凹凸棒土高效油污吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸附剂技术领域，具体涉及一种凹凸棒土高效油污吸附剂及其制备方法。
背景技术
水泥路面、改性沥青路面或公路收费站地面的表面经常会被机动车辆漏出的各种油污、积碳、油脂、石蜡、染料、霉斑等污物所污染；特别是发生交通事故后，损坏的车辆会有大量的冷却水、柴油或汽油和机油流出，造成大面积的路面受到油水污染物的严重污染。城镇内的路面，白天有果贩摆摊设点，一些果皮果残汁留落到路面，夜宵摊点摆卖，食物残渣残油长期清理不尽，在路面上形成了一层厚厚的油污和污水。路面受到油污严重的污染后，不但会损坏路面，污染路面周围的环境，由于路面较滑，还会造成新的交通事故。这些油水污染物很难进行清洗，大多采用喷洒碱性洗涤剂进行冲洗，有的还要使用大量的汽油或硫酸将油污稀释溶解后再进行冲洗，费工费时，清洗的费用也较大。
凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，凹凸棒石具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，故晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附能力，并具有一定的可塑性及粘结力。
现有的利用凹凸棒制造的吸附剂，吸附能力还有待提高，吸附效率不高，因此如何改进配方和制备工艺，以提高吸附剂的吸附性能变得越来越迫切。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种凹凸棒土高效油污吸附剂，该吸附剂在各领域均有良好的吸附特性，尤其是在油污处理方面，有利于油污路面的快速清洗，吸附效率高，吸附处理后的凝胶状物体很容易收集，对路面不会造成损害，没有环境污染，重复利用效果好，同时本发明提供的制备方法材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的使用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种凹凸棒土高效油污吸附剂，包括以下重量份的原料：
改性凹凸棒土50-70份、焦炭5-10份、褐煤3-6份、羧甲基纤维素钠1-3份、粘土添加物10-20份、矿石粉添加物10-16份、钛酸四丁酯8-12份、无水乙醇20-30份、碳酸钙纤维5-10份、活性炭2-4份。
优选地，所述凹凸棒土高效油污吸附剂包括以下重量份的原料：
改性凹凸棒土60份、焦炭8份、褐煤5份、羧甲基纤维素钠2份、粘土添加物15份、矿石粉添加物13份、钛酸四丁酯10份、无水乙醇25份、碳酸钙纤维8份、活性炭3份。
优选地，所述粘土添加物为膨润土和硅藻土按照重量比2:1，经粉碎过100目筛组成的混合物。
优选地，所述矿石粉添加物为蛭石粉和沸石粉按照重量比3:7组成的混合物。
优选地，所述蛭石粉和沸石粉的规格为100目。
本发明还提供了一种凹凸棒土高效油污吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将钛酸四丁酯和无水乙醇混合，磁力搅拌1-2h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌1-2h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5-1.5小时，再加到烘箱中于75-85℃下烘干研磨得到混合物A；
步骤三，将改性凹凸棒土、焦炭、褐煤、活性炭加入研磨机中研磨，过100目筛后加入到高速搅拌机中，再加入羧甲基纤维素钠、粘土添加物、矿石粉，搅拌2-4小时，搅拌转速为2000-3000r/min，得到发明的凹凸棒土高效油污吸附剂。
优选地，所述凹凸棒土高效油污吸附剂的制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将钛酸四丁酯和无水乙醇混合，磁力搅拌1-2h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌1.5h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌1小时，再加到烘箱中于80℃下烘干研磨得到混合物A；
步骤三，将改性凹凸棒土、焦炭、褐煤、活性炭加入研磨机中研磨，过100目筛后加入到高速搅拌机中，再加入羧甲基纤维素钠、粘土添加物、矿石粉，搅拌3小时，搅拌转速为2500r/min，得到发明的凹凸棒土高效油污吸附剂。
优选地，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：①稀硫酸的配制，按重量百分比由下列组分组成：浓度98％的硫酸2-4%，水96-98％；②酸化处理的配料，按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土原矿60-70％，稀硫酸30-40％，将稀硫酸缓慢加入凹凸棒石粘土原矿中进行酸化处理；③挤压：将酸化后的凹凸棒石粘土，通过挤压机进行挤压为片状物，片状物的厚度小于2毫米；④焙烧：凹凸棒石粘土的片状物输送到焙烧炉内进行焙烧，焙烧时间为2-3小时，焙烧温度控制在380-420℃，自然冷却得到改性凹凸棒土。
优选地，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：①稀硫酸的配制，按重量百分比由下列组分组成：浓度98％的硫酸3%，水97％；②酸化处理的配料，按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土原矿65％，稀硫酸35％，将稀硫酸缓慢加入凹凸棒石粘土原矿中进行酸化处理；③挤压：将酸化后的凹凸棒石粘土，通过挤压机进行挤压为片状物，片状物的厚度小于2毫米；④焙烧：凹凸棒石粘土的片状物输送到焙烧炉内进行焙烧，焙烧时间为2.5小时，焙烧温度控制在400℃，自然冷却得到改性凹凸棒土。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种凹凸棒土高效油污吸附剂采用了凹凸棒土作为主料载体，由于凹凸棒土具有较高的比表面积，能够提高吸附剂的吸附能力，此外本发明采用的凹凸棒土经过酸性改性后能使得杂乱堆积的针棒状团变得疏松多孔，增加了孔隙容积和比表面积，大大增强其吸附能力，使得吸附剂的去油污效率更好。
（2）本发明的一种凹凸棒土高效油污吸附剂添加的焦炭、活性炭能够大大提高吸附剂的吸附能力，使其不仅能够高强度的吸附油脂，还能够吸附其他气体或重金属污染物。
（3）本发明的一种凹凸棒土高效油污吸附剂添加的由膨润土和硅藻土构成的粘土添加物一方面由于膨润土和硅藻土的特殊多孔性构造能够有效提高吸附剂的吸附性能，另一方面能够有效提高吸附剂的黏粘性，使其去污能力更强。
（4）本发明的一种凹凸棒土高效油污吸附剂添加的矿石粉，在有效控制成本的前提下，提高了吸附剂的吸附性能。
（5）本发明的一种凹凸棒土高效油污吸附剂添加的羧甲基纤维素钠、碳酸钙纤维和钛酸四丁酯能够增加吸附剂的胶体性质和吸附能力，防止吸附剂老化硬化。
（6）本发明的一种凹凸棒土高效油污吸附剂提供的制备方法，其材料成本较低、原料易得、工艺简明，对油水污染物具有很好的乳化、溶解、去污、吸附膨胀和积聚作用，能快速将沾有油水污染物的路面吸附和清扫干净，同时发明的吸附剂是一种粉状物，使用方便，有利于油污路面的快速清洗，吸附效果好，很容易收集吸附处理后的凝胶状物体，对路面不会造成损害，没有环境污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种凹凸棒土高效油污吸附剂，包括以下重量份的原料：
改性凹凸棒土50份、焦炭5份、褐煤3份、羧甲基纤维素钠1份、粘土添加物10份、矿石粉添加物10份、钛酸四丁酯8份、无水乙醇20份、碳酸钙纤维5份、活性炭2份。
本实施例中粘土添加物为膨润土和硅藻土按照重量比2:1，经粉碎过100目筛组成的混合物。
本实施例中矿石粉添加物为蛭石粉和沸石粉按照重量比3:7组成的混合物。
本实施例中蛭石粉和沸石粉的规格为100目。
本实施例的一种凹凸棒土高效油污吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将钛酸四丁酯和无水乙醇混合，磁力搅拌1h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌1h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5小时，再加到烘箱中于75℃下烘干研磨得到混合物A；
步骤三，将改性凹凸棒土、焦炭、褐煤、活性炭加入研磨机中研磨，过100目筛后加入到高速搅拌机中，再加入羧甲基纤维素钠、粘土添加物、矿石粉，搅拌2小时，搅拌转速为2000r/min，得到发明的凹凸棒土高效油污吸附剂。
本实施例中改性凹凸棒土的制备方法如下：①稀硫酸的配制，按重量百分比由下列组分组成：浓度98％的硫酸2%，水98％；②酸化处理的配料，按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土原矿60％，稀硫酸40％，将稀硫酸缓慢加入凹凸棒石粘土原矿中进行酸化处理；③挤压：将酸化后的凹凸棒石粘土，通过挤压机进行挤压为片状物，片状物的厚度小于2毫米；④焙烧：凹凸棒石粘土的片状物输送到焙烧炉内进行焙烧，焙烧时间为2小时，焙烧温度控制在420℃，自然冷却得到改性凹凸棒土。
实施例2.
本实施例的一种凹凸棒土高效油污吸附剂，包括以下重量份的原料：
改性凹凸棒土70份、焦炭10份、褐煤6份、羧甲基纤维素钠3份、粘土添加物20份、矿石粉添加物16份、钛酸四丁酯12份、无水乙醇30份、碳酸钙纤维10份、活性炭4份。
本实施例中粘土添加物为膨润土和硅藻土按照重量比2:1，经粉碎过100目筛组成的混合物。
本实施例中矿石粉添加物为蛭石粉和沸石粉按照重量比3:7组成的混合物。
本实施例中蛭石粉和沸石粉的规格为100目。
本实施例的一种凹凸棒土高效油污吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将钛酸四丁酯和无水乙醇混合，磁力搅拌2h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌2h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌1.5小时，再加到烘箱中于85℃下烘干研磨得到混合物A；
步骤三，将改性凹凸棒土、焦炭、褐煤、活性炭加入研磨机中研磨，过100目筛后加入到高速搅拌机中，再加入羧甲基纤维素钠、粘土添加物、矿石粉，搅拌4小时，搅拌转速为3000r/min，得到发明的凹凸棒土高效油污吸附剂。
本实施例中改性凹凸棒土的制备方法如下：①稀硫酸的配制，按重量百分比由下列组分组成：浓度98％的硫酸4%，水96％；②酸化处理的配料，按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土原矿70％，稀硫酸30％，将稀硫酸缓慢加入凹凸棒石粘土原矿中进行酸化处理；③挤压：将酸化后的凹凸棒石粘土，通过挤压机进行挤压为片状物，片状物的厚度小于2毫米；④焙烧：凹凸棒石粘土的片状物输送到焙烧炉内进行焙烧，焙烧时间为3小时，焙烧温度控制在380℃，自然冷却得到改性凹凸棒土。
实施例3.
本实施例的一种凹凸棒土高效油污吸附剂，包括以下重量份的原料：
改性凹凸棒土60份、焦炭8份、褐煤5份、羧甲基纤维素钠2份、粘土添加物15份、矿石粉添加物13份、钛酸四丁酯10份、无水乙醇25份、碳酸钙纤维8份、活性炭3份。
本实施例中粘土添加物为膨润土和硅藻土按照重量比2:1，经粉碎过100目筛组成的混合物。
本实施例中矿石粉添加物为蛭石粉和沸石粉按照重量比3:7组成的混合物。
本实施例中蛭石粉和沸石粉的规格为100目。
本实施例的一种凹凸棒土高效油污吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将钛酸四丁酯和无水乙醇混合，磁力搅拌1-2h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌1-2h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5-1.5小时，再加到烘箱中于75-85℃下烘干研磨得到混合物A；
步骤三，将改性凹凸棒土、焦炭、褐煤、活性炭加入研磨机中研磨，过100目筛后加入到高速搅拌机中，再加入羧甲基纤维素钠、粘土添加物、矿石粉，搅拌2-4小时，搅拌转速为2000-3000r/min，得到发明的凹凸棒土高效油污吸附剂。
本实施例中改性凹凸棒土的制备方法如下：①稀硫酸的配制，按重量百分比由下列组分组成：浓度98％的硫酸3%，水97％；②酸化处理的配料，按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土原矿65％，稀硫酸35％，将稀硫酸缓慢加入凹凸棒石粘土原矿中进行酸化处理；③挤压：将酸化后的凹凸棒石粘土，通过挤压机进行挤压为片状物，片状物的厚度小于2毫米；④焙烧：凹凸棒石粘土的片状物输送到焙烧炉内进行焙烧，焙烧时间为2.5小时，焙烧温度控制在400℃，自然冷却得到改性凹凸棒土。
以上各实施例制得的凹凸棒土高效油污吸附剂性能测试结果如下：
实验项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
油污去除率 98% 98% 99% 94%
油污吸附比重（mg/g） 94 93 94 65
本发明的一种凹凸棒土高效油污吸附剂在各领域均有良好的吸附特性，尤其是在油污处理方面，有利于油污路面的快速清洗，吸附效率高，很容易收集吸附处理后的凝胶状物体，对路面不会造成损害，没有环境污染，重复利用效果好，同时本发明提供的制备方法材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的使用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种凹凸棒土高效油污吸附剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：
改性凹凸棒土50-70份、焦炭5-10份、褐煤3-6份、羧甲基纤维素钠1-3份、粘土添加物10-20份、矿石粉添加物10-16份、钛酸四丁酯8-12份、无水乙醇20-30份、碳酸钙纤维5-10份、活性炭2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种凹凸棒土高效油污吸附剂，其特征在于，所述凹凸棒土高效油污吸附剂包括以下重量份的原料：
改性凹凸棒土60份、焦炭8份、褐煤5份、羧甲基纤维素钠2份、粘土添加物15份、矿石粉添加物13份、钛酸四丁酯10份、无水乙醇25份、碳酸钙纤维8份、活性炭3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种凹凸棒土高效油污吸附剂，其特征在于，所述粘土添加物为膨润土和硅藻土按照重量比2:1，经粉碎过100目筛组成的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的一种凹凸棒土高效油污吸附剂，其特征在于，所述矿石粉添加物为蛭石粉和沸石粉按照重量比3:7组成的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种凹凸棒土高效油污吸附剂，其特征在于，所述蛭石粉和沸石粉的规格为100目。
6.一种制备如权利要求1或2所述的凹凸棒土高效油污吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将钛酸四丁酯和无水乙醇混合，磁力搅拌1-2h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌1-2h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5-1.5小时，再加到烘箱中于75-85℃下烘干研磨得到混合物A；
步骤三，将改性凹凸棒土、焦炭、褐煤、活性炭加入研磨机中研磨，过100目筛后加入到高速搅拌机中，再加入羧甲基纤维素钠、粘土添加物、矿石粉，搅拌2-4小时，搅拌转速为2000-3000r/min，得到发明的凹凸棒土高效油污吸附剂。
7.根据权利要求6所述的一种凹凸棒土高效油污吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将钛酸四丁酯和无水乙醇混合，磁力搅拌1-2h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌1.5h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌1小时，再加到烘箱中于80℃下烘干研磨得到混合物A；
步骤三，将改性凹凸棒土、焦炭、褐煤、活性炭加入研磨机中研磨，过100目筛后加入到高速搅拌机中，再加入羧甲基纤维素钠、粘土添加物、矿石粉，搅拌3小时，搅拌转速为2500r/min，得到发明的凹凸棒土高效油污吸附剂。
8.根据权利要求6或7所述的一种凹凸棒土高效油污吸附剂的制备方法，其特征在于，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：①稀硫酸的配制，按重量百分比由下列组分组成：浓度98％的硫酸2-4%，水96-98％；②酸化处理的配料，按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土原矿60-70％，稀硫酸30-40％，将稀硫酸缓慢加入凹凸棒石粘土原矿中进行酸化处理；③挤压：将酸化后的凹凸棒石粘土，通过挤压机进行挤压为片状物，片状物的厚度小于2毫米；④焙烧：凹凸棒石粘土的片状物输送到焙烧炉内进行焙烧，焙烧时间为2-3小时，焙烧温度控制在380-420℃，自然冷却得到改性凹凸棒土。
9.根据权利要求6或7所述的一种凹凸棒土高效油污吸附剂的制备方法，其特征在于，所述改性凹凸棒土的制备方法如下：①稀硫酸的配制，按重量百分比由下列组分组成：浓度98％的硫酸3%，水97％；②酸化处理的配料，按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土原矿65％，稀硫酸35％，将稀硫酸缓慢加入凹凸棒石粘土原矿中进行酸化处理；③挤压：将酸化后的凹凸棒石粘土，通过挤压机进行挤压为片状物，片状物的厚度小于2毫米；④焙烧：凹凸棒石粘土的片状物输送到焙烧炉内进行焙烧，焙烧时间为2.5小时，焙烧温度控制在400℃，自然冷却得到改性凹凸棒土。
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