CN106975443A - 一种磁改性膨润土吸附剂的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磁改性膨润土的制备方法，该方法是将FeCl3·6H2O、醋酸钠、乙二醇、柠檬酸三钠混合，混合搅拌5h以上；再加入经热活化、酸活化后的膨润土，混合搅拌2h以上；将上述悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在150～200℃条件下反应10h以上；取黑色固体用水和乙醇循环洗涤数次、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。本发明的磁改性膨润土对亚甲基蓝的去除率达97％以上，同时吸附后利用磁性便于与水体分离。另外，本发明原料廉价易得，制备工艺简单，成本低，有利于工业化。

Description

一种磁改性膨润土吸附剂的制备方法及应用
技术领域
本发明属于无机吸附材料制备技术领域，具体而言，涉及一种磁改性膨润土吸附剂的制备方法及应用。
背景技术
随着中国城市化、工业化的加速推进，水处理问题越来越严重，而纺织工业中产生的染料废水更是一个普遍而不容忽视的污染问题。染料大多数由有害的化学物质(如联苯胺和金属等)构成，有致癌和致突变的潜在危害，严重威胁到人类的生命安全和健康。
目前用于染料废水处理的方法有沉淀、膜分离、离子交换、反渗透、微生物降解和光催化降解等(Water Research 95(2016)59-89)。其中，吸附技术在去除含染料工业废水方面已成为一项非常重要的技术，由于其成本低、效率高、操作简单，已引起科学家的广泛关注。
磁分离水处理技术因具有处理工艺简单、设备投入小、处理成本低、占地面积小和无二次污染等优点引起人们广泛关注。作为一种新兴吸附材料，磁性吸附材料可方便地将吸附材料与水体分离(Journal of Alloys and Compounds 688(2016)1019-1027；AppliedSurface Science 349(2015)988–996；环境工程学报10(11)6451–6456)，有利于材料的重复利用和污染物的集中处理，对重金属离子和有机污染物有着良好的吸附效果。
膨润土是一种廉价且易获得的天然矿物质，由于比表面积高，表面存在大量负电荷以及阳离子交换性能优良，因此常用于吸附重金属离子。膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，蒙脱石具有晶体结构小、比表面积大和阳离子交换容量高的特点，目前有关膨润土在处理有机废水如农药废水，酚类废水，氯酚类废水，染料废水有过研究(Applied SurfaceScience 289(2014)245–251；Journal of Hazardous Materials 301(2016)8–16)。自然界中的膨润土没有足够强的吸附能力，通常先通过提纯，钠化，然后再通过柱撑、活化、有机插层、聚合物插层和无机-有机复合等方式对其进行改性，从而使其表面性质和层间结构得到改变，才能被用于实际废水的处理。
目前，已有将磁性载体技术与膨润土相结合制备磁性膨润土材料的文献报道。其制备的方法主要包括共沉淀法和水热法两大类：
共沉淀法，例如：磁性膨润土的制备及性能，王维清，硅酸盐学报，2010年，采用共沉淀法制备采用共沉淀法制备Fe3O4磁流体，再与膨润土复合制备一系列不同Fe3O4载量的磁性膨润土。CN1895769A公开了一种用于净水的膨润土及其制备方法；将Fe2+和Fe3+的混合溶液加入到提纯后的膨润土溶液中，滴加氨水溶液，反应后真空干燥，制得用于净水的磁性膨润土粉末。磁性膨润土的制备及其性能研究，赵晓东，2010年，非金属矿，采用共沉淀法制备Fe3O4磁流体，用硅烷偶联剂改性膨润土，用磁流体与膨润土以及改性膨润土复合制备一系列不同Fe3O4载量的磁性膨润土。由于共沉淀法制备高品质的Fe3O4本身的局限性，使制备的磁性膨润土复合材料磁性较低，吸附水中污染物的能力较弱。
水热法，例如：磁性膨润土的制备及其在水处理中的应用研究，章青芳，2016，硕士学位论文，太原理工大学，采用溶剂热法研制出新型的Fe3O4-壳聚糖@膨润土复合水处理剂，并将其应用于毒性较强的重金属Cr(VI)与难沉降的煤泥水的处理中。另外，CN103566866A公开了一种用于去除MC-LR的磁性膨润土的制备方法，公开了通过水热合成技术制备新型磁性膨润土的方法，该方法制备的膨润土比表面积大，同时具有磁性纳米粒子的超顺磁性，但是由于锆的价格昂贵，用其柱撑成本较高，且方法繁琐，在工业中的应用中受到了局限。CN104891513B公开了一种通过水热法制备磁性膨润土的方法，制备过程中通过添加乙二胺提高了产品的吸附性能和超顺磁性，但是该专利技术不能达到四氧化三铁柱撑磁性膨润土的效果。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明人主要通过对磁性物质的制备和膨润土的活化工艺进行改进，从而制备出一种比表面积大、吸附性能高的磁改性膨润土吸附剂。
因此，本发明的第一个目的是针对现有技术中存在的一些问题，提供一种磁改性膨润土吸附剂的制备方法。本发明的另一个目的是提供该磁改性膨润土作为吸附剂在脱除废水中亚甲基蓝方面的应用。
为了实现本发明的技术目的，发明人通过大量试验研究并不懈努力，最终获得了如下技术方案：一种磁改性膨润土吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将FeCl3·6H2O溶于乙二醇中，搅拌0.5h以上，然后加入醋酸钠搅拌1h以上，接着加入柠檬酸三钠，均匀搅拌5h以上，得到黄褐色悬浊液；
(2)在步骤(1)所得黄褐色悬浊液中加入活化膨润土，混合后搅拌2h以上，得到悬浊液；所述的活化膨润土是先后经热活化、酸活化的膨润土；所述热活化的技术参数为：活化温度300～400℃，时间0.5～2h；所述酸活化的技术参数为：酸化剂选用浓度为1wt％～3wt％的盐酸，盐酸与热活化后的膨润土的液固比为(10～20)：1，在80～120℃温度下搅拌8～12h；
(3)将步骤(2)所得悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在150～200℃条件下反应10h以上，得到黑色固体；
(4)取黑色固体，用水和乙醇循环洗涤、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
进一步优选地，如上所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其中步骤(1)中FeCl3·6H2O、乙二醇、醋酸钠和柠檬酸三钠的重量比为1：(10～30)：(1.2～3.0)：(0.2～1)。
再进一步优选地，如上所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其中步骤(1)中FeCl3·6H2O、乙二醇、醋酸钠和柠檬酸三钠的重量比为1：(10～20)：(1.5～2.0)：(0.3～0.8)。
进一步优选地，如上所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其中步骤(2)中所述热活化的技术参数为：活化温度350～400℃，时间0.8～1.5h。
进一步优选地，如上所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其中步骤(2)中所述酸活化的技术参数为：酸化剂选用浓度为2wt％～3wt％的盐酸，盐酸与热活化后的膨润土的液固比为(15～20)：1，在80～100℃温度下搅拌8～10h。
进一步优选地，如上所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其中步骤(3)中的反应条件为：温度180～200℃，时间10～15h。
再进一步优选地，如上所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其中活化前的膨润土的化学成分按照质量百分含量计为SiO2>60.0％，Al2O3>13.0％，CaCO3>7.0％，Fe2O3>2.0％，Na2O>6.0％，MgO>4.0％。
另外，发明人以亚甲基蓝为目标污染物，通过模拟实验，研究上述方法制备的吸附剂对于有机污染物的吸附性能。结果显示，本发明制备的磁改性吸附剂对废水中的亚甲基蓝具有很好的吸附性能，因此可用于有机阳离子染料亚甲基蓝的废水处理，即本发明的技术方案还包括上述的磁改性膨润土吸附剂在处理亚甲基蓝染料废水中的应用。
与现有技术相比，本发明提供的磁改性膨润土吸附剂的制备方法具有如下优点和显著进步性：
(1)本发明通过对磁性物质的制备和膨润土的活化工艺进行改进，且在改进工艺中加入了柠檬酸三钠，用来控制四氧化三铁的粒径分布，从而制备出一种比表面积大、吸附性能高的磁改性膨润土吸附剂。该吸附剂可方便地将吸附材料与水体分离，有利于材料的重复利用和污染物的集中处理，对重金属离子和有机污染物有着良好的吸附效果。
(2)本发明以膨润土为基体，是一种廉价，且易获得的天然矿物质，由于比表面积高，表面存在大量负电荷以及阳离子交换性能优良，来源丰富，成本低，有利于工业化。且本发明在实施的过程中将膨润土进行活化(先热活化再酸活化)，增大了膨润土的层间距，在与四氧化三铁进行复合的过程中，实现四氧化三铁柱撑膨润土磁性粘土的制备。
附图说明
图1膨润土原土的低倍数的SEM及EDS能谱分析；
图2为本发明磁改性膨润土吸附剂(c)、膨润土原土(a)及活化膨润土(b)的SEM图；
图3为本发明磁改性膨润土吸附剂(c)、膨润土原土(a)及活化膨润土(b)的XRD分析图谱；
图4为本发明磁改性膨润土吸附剂对亚甲基蓝模拟废水的吸附试验结果(a.吸附时间对脱色率的影响；b.吸附温度对脱色率的影响；c.pH对脱色率的影响；d.吸附剂质量对脱色率的影响)。
图5为本发明磁改性膨润土的磁滞回线。
图6为本发明磁改性膨润土吸附亚甲基蓝的直观照片图(a.加入磁改性膨润土后的亚甲基蓝溶液；b,c用磁铁进行磁分离后的亚甲基蓝溶液)
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明磁改性吸附剂的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能进行清楚、完整地描述，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。另外，实施例中未注明具体技术操作步骤或条件者，均按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例一
1.磁改性膨润土吸附剂的制备
称取5.4g的FeCl3·6H2O溶于100mL的乙二醇中，搅拌1h，恒定搅拌速度为400转/min)，然后加入9.0g的醋酸钠，搅拌2h，接着加入柠檬酸三钠1.25g，均匀搅拌5h，得到黄褐色悬浊液；在上述黄褐色的悬浊液中加入先后经热活化(活化温度为350℃，时间为1.5h)、酸活化(用浓度为3wt％的盐酸对其进行活化，盐酸与热活化后的膨润土的液固质量比为15:1，在100℃温度下控制搅拌速度400转/min，搅拌时间为8h)后的膨润土1.333g，继续控制搅拌速度，混合搅拌3h，得到悬浊液；将上述悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在200℃条件下反应10h；取黑色固体用水和乙醇循环洗涤3次、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
2.磁改性膨润土相组成、微观形貌及组成表征
以下通过XRD、SEM及EDS分析等表征手段，对实施例1制备的磁改性膨润土的相组成、结构及微观形貌进行分析表征。
(1)扫描电镜及能谱分析(SEM及EDS)
图1为膨润土原土的SEM及EDS能谱分析，为了能更为准确的反映膨润土原土的组成，选取的SEM放大倍数较小。从EDS能谱图及其组分分析中可以看出组成各个元素的含量。表1中给出了膨润土原土各个元素的原子含量比(除去打能谱时导电胶上的C元素含量)。表2中给出了膨润土原土中各物质的质量百分比。
表1膨润土原土组分分析(原子含量比)
Element O Na Mg Al Si Ca Fe
At％ 71.4 2.95 1.93 4.82 17.17 1.26 0.44
注：除去C的质量所占的比例，其他元素的原子含量比
表2膨润土原土组分分析(质量百分比)
物质 Al2O3 SiO2 MgO CaCO3 Fe2O3 Na2O
Wt％ 15.15 63.62 4.80 7.77 2.17 6.49
图2分别为膨润土原土(图2a)，活化膨润土(图2b)及磁改性膨润土(图2c)的SEM图。从图中可以看出，经热和酸活化的膨润土与膨润土原土比较，活化后的膨润土呈现出更为明显的层状结构，这种层状结构很有利于后续的吸附试验；从图2c磁性膨润土的SEM图中可以看出，球状的Fe3O4颗粒存在于膨润土的层间，这种结构既有利于后续的吸附试验，又便于吸附改性剂与水体的分离。
(2)相组成分析(XRD)
图3分别为膨润土原土(图3a)，活化膨润土(图3b)及磁改性膨润土(图3c)。图5为磁改性膨润土的磁滞回线。
3.磁改性膨润土吸附剂对含亚甲基蓝模拟废水的吸附性能
取含亚甲基蓝浓度为30mg/L的模拟废水60mL，pH＝1～13。在模拟废水中加入本发明磁改性膨润土吸附剂，吸附剂的加入起始量为0.01g，恒温搅拌40min，静置，磁分离，滤液用分光光度计法测定溶液在665nm处的吸光度，分别研究了吸附剂用量、亚甲基蓝溶液pH、吸附搅拌时间及温度对脱色率的影响情况，计算脱色率。
脱色率(R％)计算公式：
R％＝(A0—At)/A0×100％
A0表示废水处理前亚甲基蓝的最大吸收峰值；
At表示废水处理后亚甲基蓝的吸光度值。
测试结果：参见表3、表4、表5、表6和图4，吸附剂用量为0.05g，室温(25℃)，pH＝7，搅拌吸附60min后，吸附效果最佳，脱色率大于97％，同时能耗小。
表3吸附时间对脱色率的影响
时间(min) 20 30 40 50 60 90
脱色率(％) 97.5 97.3 97.7 97.6 98.55 97.57
表4吸附温度对脱色率的影响
温度(℃) 25 30 40 50 60 70
脱色率(％) 98.98 98.58 97.81 99.06 99.51 99.29
表5 pH对脱色率的影响
pH 1 3 5 7 9 11 13
脱色率(％) 97.41 97.87 99.29 99.51 98.83 98.41 97.91
表6吸附剂加入量对脱色率的影响
质量(g) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
吸附率％ 36.1 85.11 98.97 98.71 99.35 97.85
4.磁改性膨润土吸附剂吸附亚甲基蓝后解吸附试验
由于亚甲基蓝溶于乙醇溶液，所以本实验选用乙醇做为溶剂进行解吸附试验。称取磁性膨润土0.0366g分别加入到50mL浓度为0.2、0.4、0.6、0.8及1.0mol·L-1的乙醇水溶液中，磁力搅拌4h，测量解析后的乙醇亚甲基蓝溶液的紫外吸光度值，按公式计算不同乙醇溶液中亚甲基蓝的解析率。
乙醇溶液中亚甲基蓝的解析率(Rd)计算公式：Rd＝Ad/(Ao-Aa)
其中Ad为解吸后亚甲基蓝紫外吸光度值；A0为亚甲基蓝原溶液的紫外吸光度值；Aa为经磁化吸附的亚甲基蓝溶液紫外吸光度值。在该实验中A0＝3.00，Aa＝0.228.
测试结果：按照上述步骤对吸附亚甲基蓝后的磁性膨润土进行解吸附试验，结果如表7所列，从下表可以看出，吸附亚甲基蓝的磁性膨润土在不同浓度乙醇溶液中其解析率并不相同，且解析率都比较低。0.6mol/L乙醇溶液中解析率最高为6.2％，说明所制备的磁性膨润土作为染料吸附剂，对亚甲基蓝具有较强的吸附能力，不会造成水体的二次污染。
表7解吸附试验数据
乙醇溶液浓度(mol/L) 0.2 0.4 0.6 0.8
解析率(％) 5.3 3.1 6.2 3.5
综上所述，本发明制备的磁改性吸附剂对废水中的亚甲基蓝具有很好的吸附性能，因此，可用于有机阳离子染料亚甲基蓝的废水。
实施例二
1、磁改性膨润土吸附剂的制备
称取10.8g的FeCl3·6H2O溶于200mL的乙二醇中，搅拌2h，恒定搅拌速度为400转/min)，然后加入18.0g的醋酸钠，搅拌3h，接着加入柠檬酸三钠2.5g，均匀搅拌6h，得到黄褐色悬浊液；在上述黄褐色的悬浊液中加入经热活化(活化温度为380℃，时间为1h)、酸活化(用浓度为2wt％的盐酸对其进行活化，盐酸与热活化后的膨润土的液固质量比为18：1，在90℃温度下控制搅拌速度400转/min，搅拌时间为9h)后的膨润土2.667g，继续控制搅拌速度，混合搅拌3h，得到悬浊液；将上述悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在180℃条件下反应15h；取黑色固体用水和乙醇循环洗涤3次、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
2、吸附性能的测定(对含亚甲基蓝模拟废水的吸附试验)
取含亚甲基蓝浓度为30mg/L的模拟废水60mL，pH＝7。在模拟废水中加入本实施例制备的磁改性膨润土吸附剂，吸附剂的加入起始量为0.01g，恒温搅拌60min，静置，磁分离，滤液用分光光度计法测定残余亚甲基蓝的浓度，计算脱色率，并在乙醇溶液中进行解吸附试验。
测试结果：吸附剂用量为0.05g，室温(25℃)搅拌吸附60min后，吸附效果最佳，脱色率为98.2％，解吸附率为4.8％。
实施例三
1、磁改性膨润土吸附剂的制备
称取10g的FeCl3·6H2O溶于180mL的乙二醇中，搅拌3h，恒定搅拌速度为400转/min)，然后加入15.0g的醋酸钠，搅拌2h，接着加入柠檬酸三钠2.0g，均匀搅拌6h，得到黄褐色悬浊液；在上述黄褐色的悬浊液中加入经热活化(活化温度为350℃，时间为1.5h)、酸活化(用浓度为1wt％的盐酸对其进行活化，盐酸与热活化后的膨润土的液固质量比为15：1，在80℃温度下控制搅拌速度400转/min，搅拌时间为10h)后的膨润土2.3g，继续控制搅拌速度，混合搅拌2h，得到悬浊液；将上述悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在190℃条件下反应12h；取黑色固体用水和乙醇循环洗涤3次、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
2、吸附性能的测定(对含亚甲基蓝模拟废水的吸附试验)
取含亚甲基蓝浓度为30mg/L的模拟废水60mL，pH＝7。在模拟废水中加入本实施例制备的磁改性膨润土吸附剂，吸附剂的加入起始量为0.01g，恒温搅拌60min，静置，磁分离，滤液用分光光度计法测定残余亚甲基蓝的浓度，计算脱色率，并在乙醇溶液中进行解吸附试验。
测试结果：吸附剂用量为0.05g，室温(25℃)搅拌吸附60min后，吸附效果最佳，脱色率为97.9％，解吸附率为5.1％。
实施例四
1、磁改性膨润土吸附剂的制备
称取8g的FeCl3·6H2O溶于160mL的乙二醇中，搅拌4h，恒定搅拌速度为400转/min)，然后加入16.0g的醋酸钠，搅拌2h，接着加入柠檬酸三钠6.4g，均匀搅拌7h，得到黄褐色悬浊液；在上述黄褐色的悬浊液中加入经热活化(活化温度为400℃，时间为0.8h)、酸活化(用浓度为2wt％的盐酸对其进行活化，盐酸与热活化后的膨润土的液固质量比为18：1，在80℃温度下控制搅拌速度400转/min，搅拌时间为10h)后的膨润土1.8g，继续控制搅拌速度，混合搅拌3h，得到悬浊液；将上述悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在200℃条件下反应10h；取黑色固体用水和乙醇循环洗涤3次、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
2、吸附性能的测定(对含亚甲基蓝模拟废水的吸附试验)
取含亚甲基蓝浓度为30mg/L的模拟废水60mL，pH＝7。在模拟废水中加入本实施例制备的磁改性膨润土吸附剂，吸附剂的加入起始量为0.01g，恒温搅拌60min，静置，磁分离，滤液用分光光度计法测定残余亚甲基蓝的浓度，计算脱色率，并在乙醇溶液中进行解吸附试验。
测试结果：吸附剂用量为0.05g，室温(25℃)搅拌吸附60min后，吸附效果最佳，脱色率为98.5％，解析率为4.5％。
实施例五
1、磁改性膨润土吸附剂的制备
称取10g的FeCl3·6H2O溶于180mL的乙二醇中，搅拌0.5h，恒定搅拌速度为400转/min)，然后加入15.0g的醋酸钠，搅拌0.5h，接着加入柠檬酸三钠1.0g，均匀搅拌2h，得到黄褐色悬浊液；在上述黄褐色的悬浊液中加入经热活化(活化温度为300℃，时间为1.5h)、酸活化(用浓度为3wt％的盐酸对其进行活化，盐酸与热活化后的膨润土的液固质量比为15：1，在80℃温度下控制搅拌速度400转/min，搅拌时间为10h)后的膨润土1.8g，继续控制搅拌速度，混合搅拌1h，得到悬浊液；将上述悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在160℃条件下反应10h；取黑色固体用水和乙醇循环洗涤3次、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
2、吸附性能的测定(对含亚甲基蓝模拟废水的吸附试验)
取含亚甲基蓝浓度为30mg/L的模拟废水60mL，pH＝7。在模拟废水中加入本实施例制备的磁改性膨润土吸附剂，吸附剂的加入起始量为0.01g，恒温搅拌60min，静置，磁分离，滤液用分光光度计法测定残余亚甲基蓝的浓度，计算脱色率，并在乙醇溶液中进行解吸附试验。
测试结果：吸附剂用量为0.05g，室温(25℃)搅拌吸附60min后，脱色率仅为18.5％，解析率为4.8％。
实施例六
1、磁改性膨润土吸附剂的制备
称取6g的FeCl3·6H2O溶于100mL的乙二醇中，搅拌0.5h，恒定搅拌速度为400转/min)，然后加入6.0g的醋酸钠，搅拌3h，接着加入柠檬酸三钠7g，均匀搅拌1h，得到黄褐色悬浊液；在上述黄褐色的悬浊液中加入经热活化(活化温度为450℃，时间为2h)、酸活化(用浓度为4wt％的盐酸对其进行活化，盐酸与热活化后的膨润土的液固质量比为10：1，在120℃温度下控制搅拌速度400转/min，搅拌时间为12h)后的膨润土1.1g，继续控制搅拌速度，混合搅拌2h，得到悬浊液；将上述悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在160℃条件下反应10h；取黑色固体用水和乙醇循环洗涤3次、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
2、吸附性能的测定(对含亚甲基蓝模拟废水的吸附试验)
取含亚甲基蓝浓度为30mg/L的模拟废水60mL，pH＝7。在模拟废水中加入本实施例制备的磁改性膨润土吸附剂，吸附剂的加入起始量为0.01g，恒温搅拌60min，静置，磁分离，滤液用分光光度计法测定残余亚甲基蓝的浓度，计算脱色率，并在乙醇溶液中进行解吸附试验。
测试结果：吸附剂用量为0.05g，室温(25℃)搅拌吸附60min后，脱色率仅为23.5％，解析率为3.1％。
实施例七
1.磁改性膨润土吸附剂的制备
称取5.4g的FeCl3·6H2O溶于100mL的乙二醇中，搅拌1h，恒定搅拌速度为400转/min)，然后加入9.0g的醋酸钠，搅拌2h，接着加入柠檬酸三钠1.25g，均匀搅拌5h，得到黄褐色悬浊液；在上述黄褐色的悬浊液中加入膨润土1.333g，继续控制搅拌速度，混合搅拌3h，得到悬浊液；将上述悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在200℃条件下反应10h；取黑色固体用水和乙醇循环洗涤3次、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
2、吸附性能的测定(对含亚甲基蓝模拟废水的吸附试验)
取含亚甲基蓝浓度为30mg/L的模拟废水60mL，pH＝7。在模拟废水中加入本实施例制备的磁改性膨润土吸附剂，吸附剂的加入起始量为0.01g，恒温搅拌60min，静置，磁分离，滤液用分光光度计法测定残余亚甲基蓝的浓度，计算脱色率，并在乙醇溶液中进行解吸附试验。
测试结果：吸附剂用量为0.05g，室温(25℃)搅拌吸附60min后，脱色率为81.7％，解析率为29.4％。

Claims (8)

1.一种磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)将FeCl3·6H2O溶于乙二醇中，搅拌0.5h以上，然后加入醋酸钠搅拌1h以上，接着加入柠檬酸三钠，均匀搅拌5h以上，得到黄褐色悬浊液；
(2)在步骤(1)所得黄褐色悬浊液中加入活化膨润土，混合后搅拌2h以上，得到悬浊液；所述的活化膨润土是先后经热活化、酸活化的膨润土；所述热活化的技术参数为：活化温度300～400℃，时间0.5～2h；所述酸活化的技术参数为：酸化剂选用浓度为1wt％～3wt％的盐酸，盐酸与热活化后的膨润土的液固比为(10～20)：1，在80～120℃温度下搅拌8～12h；
(3)将步骤(2)所得悬浊液封装于聚四氟乙烯反应釜中，在150～200℃条件下反应10h以上，得到黑色固体；
(4)取黑色固体，用水和乙醇循环洗涤、磁分离，烘干，研磨，得到磁改性膨润土。
2.根据权利要求1所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中FeCl3·6H2O、乙二醇、醋酸钠和柠檬酸三钠的重量比为1：(10～30)：(1.2～3.0)：(0.2～1)。
3.根据权利要求2所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中FeCl3·6H2O、乙二醇、醋酸钠和柠檬酸三钠的重量比为1：(10～20)：(1.5～2.0)：(0.3～0.8)。
4.根据权利要求1所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述热活化的技术参数为：活化温度350～400℃，时间0.8～1.5h。
5.根据权利要求1所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述酸活化的技术参数为：酸化剂选用浓度为2wt％～3wt％的盐酸，盐酸与热活化后的膨润土的液固比为(15～20)：1，在80～100℃温度下搅拌8～10h。
6.根据权利要求1所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的反应条件为：温度180～200℃，时间10～15h。
7.根据权利要求1-6任一项所述磁改性膨润土吸附剂的制备方法，其特征在于：活化前的膨润土的化学成分按照质量百分含量计为SiO2>60.0％，Al2O3>13.0％，CaCO3>7.0％，Fe2O3>2.0％，Na2O>6.0％，MgO>4.0％。
8.一种根据权利要求1-6任一项所述的磁改性膨润土吸附剂在处理亚甲基蓝染料废水中的应用。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107486135A (zh) * 2017-09-04 2017-12-19 绍兴文理学院 一种膨润土包覆四氧化三铁纳米材料及其制备方法和应用
CN107628682A (zh) * 2017-11-20 2018-01-26 河南永泽环境科技有限公司 一种强化sbr脱氮除磷的磁性复合剂及其制备方法
CN107890849A (zh) * 2017-11-18 2018-04-10 宝鸡文理学院 一种磁改性黄土吸附剂的制备方法及其应用
CN108114694A (zh) * 2017-11-30 2018-06-05 广西大学 一种有机修饰磁性碱性钙基膨润土及其制备方法
CN108671884A (zh) * 2018-04-18 2018-10-19 句容康泰膨润土有限公司 一种膨润土的活性处理方法
CN109250773A (zh) * 2018-10-30 2019-01-22 李忠 一种污水处理用复合纳米材料及其制备方法
CN109395692A (zh) * 2018-12-26 2019-03-01 江西理工大学 一种改性磁性珍珠岩吸附剂的制备及其从重钇稀土废水中富集稀土的方法
CN111250089A (zh) * 2020-03-24 2020-06-09 太原城市职业技术学院 一种膨润土芬顿磁性催化剂及其制备方法
CN111359658A (zh) * 2018-12-26 2020-07-03 广西大学 一种有机修饰磁性膨润土负载的花状BiOBr及其制备方法和应用
CN111905704A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 浙江工业大学 一种氨基改性膨润土/Fe3O4/SiO2复合材料及其制备方法和应用
CN112439390A (zh) * 2020-10-30 2021-03-05 广西大学 一种磁性氨基化淀粉膨润土废水处理剂及其制备方法
CN112742343A (zh) * 2020-11-13 2021-05-04 烟台大学 亚铁氰化铜镍/蒙脱土复合材料及其制备方法和吸附用途
CN114700058A (zh) * 2022-04-29 2022-07-05 新疆师范大学 多孔磁性复合吸附剂的制备方法及其吸附二甲基胂酸的应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1623651A (zh) * 2003-12-02 2005-06-08 内蒙古师范大学 活性白土的生产方法
CN101547737A (zh) * 2006-11-07 2009-09-30 南方化学股份公司 无定形吸附剂，其制备方法和它在脂肪和/或油类漂白的用途
CN102219278A (zh) * 2011-05-11 2011-10-19 常州大学 一种改善羟基铁柱撑膨润土吸附染料废水性能的方法
CN102849849A (zh) * 2012-10-22 2013-01-02 山东大学 一种基于磁性纳米材料强化活性污泥对城市生活污水处理的方法
CN104043461A (zh) * 2014-07-04 2014-09-17 齐鲁工业大学 一种磁性光催化纳米复合材料的制备方法
CN104891513A (zh) * 2015-05-05 2015-09-09 济南大学 一种磁性膨润土的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1623651A (zh) * 2003-12-02 2005-06-08 内蒙古师范大学 活性白土的生产方法
CN101547737A (zh) * 2006-11-07 2009-09-30 南方化学股份公司 无定形吸附剂，其制备方法和它在脂肪和/或油类漂白的用途
CN102219278A (zh) * 2011-05-11 2011-10-19 常州大学 一种改善羟基铁柱撑膨润土吸附染料废水性能的方法
CN102849849A (zh) * 2012-10-22 2013-01-02 山东大学 一种基于磁性纳米材料强化活性污泥对城市生活污水处理的方法
CN104043461A (zh) * 2014-07-04 2014-09-17 齐鲁工业大学 一种磁性光催化纳米复合材料的制备方法
CN104891513A (zh) * 2015-05-05 2015-09-09 济南大学 一种磁性膨润土的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
干方群 等: ""不同改性黏土矿物吸附净化磷污染水体的性能比较"", 《土壤通报》 *
王艳 等: ""膨润土改性的研究进展"", 《贵州化工》 *

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107486135A (zh) * 2017-09-04 2017-12-19 绍兴文理学院 一种膨润土包覆四氧化三铁纳米材料及其制备方法和应用
CN107486135B (zh) * 2017-09-04 2019-12-24 绍兴文理学院 一种膨润土包覆四氧化三铁纳米材料及其制备方法和应用
CN107890849A (zh) * 2017-11-18 2018-04-10 宝鸡文理学院 一种磁改性黄土吸附剂的制备方法及其应用
CN107628682A (zh) * 2017-11-20 2018-01-26 河南永泽环境科技有限公司 一种强化sbr脱氮除磷的磁性复合剂及其制备方法
CN107628682B (zh) * 2017-11-20 2021-03-16 河南永泽环境科技有限公司 一种强化sbr脱氮除磷的磁性复合剂及其制备方法
CN108114694B (zh) * 2017-11-30 2020-12-25 广西大学 一种有机修饰磁性碱性钙基膨润土及其制备方法
CN108114694A (zh) * 2017-11-30 2018-06-05 广西大学 一种有机修饰磁性碱性钙基膨润土及其制备方法
CN108671884A (zh) * 2018-04-18 2018-10-19 句容康泰膨润土有限公司 一种膨润土的活性处理方法
CN109250773A (zh) * 2018-10-30 2019-01-22 李忠 一种污水处理用复合纳米材料及其制备方法
CN109395692B (zh) * 2018-12-26 2021-08-31 江西理工大学 一种改性磁性珍珠岩吸附剂的制备及其从重钇稀土废水中富集稀土的方法
CN111359658A (zh) * 2018-12-26 2020-07-03 广西大学 一种有机修饰磁性膨润土负载的花状BiOBr及其制备方法和应用
CN109395692A (zh) * 2018-12-26 2019-03-01 江西理工大学 一种改性磁性珍珠岩吸附剂的制备及其从重钇稀土废水中富集稀土的方法
CN111250089A (zh) * 2020-03-24 2020-06-09 太原城市职业技术学院 一种膨润土芬顿磁性催化剂及其制备方法
CN111905704A (zh) * 2020-07-16 2020-11-10 浙江工业大学 一种氨基改性膨润土/Fe3O4/SiO2复合材料及其制备方法和应用
CN111905704B (zh) * 2020-07-16 2022-07-01 浙江工业大学 一种氨基改性膨润土/Fe3O4/SiO2复合材料及其制备方法和应用
CN112439390A (zh) * 2020-10-30 2021-03-05 广西大学 一种磁性氨基化淀粉膨润土废水处理剂及其制备方法
CN112439390B (zh) * 2020-10-30 2022-07-05 广西大学 一种磁性氨基化淀粉膨润土废水处理剂及其制备方法
CN112742343A (zh) * 2020-11-13 2021-05-04 烟台大学 亚铁氰化铜镍/蒙脱土复合材料及其制备方法和吸附用途
CN114700058A (zh) * 2022-04-29 2022-07-05 新疆师范大学 多孔磁性复合吸附剂的制备方法及其吸附二甲基胂酸的应用
CN114700058B (zh) * 2022-04-29 2023-09-19 新疆师范大学 多孔磁性复合吸附剂的制备方法及其吸附二甲基胂酸的应用

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