CN107008225A - 一种改性膨润土的制备方法 - Google Patents

一种改性膨润土的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107008225A
CN107008225A CN201710254741.6A CN201710254741A CN107008225A CN 107008225 A CN107008225 A CN 107008225A CN 201710254741 A CN201710254741 A CN 201710254741A CN 107008225 A CN107008225 A CN 107008225A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bentonite
constant temperature
hydroxyl
purifying
pillared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710254741.6A
Other languages
English (en)
Inventor
林华
李海翔
游少鸿
彭亚莉
梁延鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201710254741.6A priority Critical patent/CN107008225A/zh
Publication of CN107008225A publication Critical patent/CN107008225A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

本发明提供了一种改性膨润土的制备方法，将膨润土用六偏磷酸钠水溶液进行提纯，得到纯化膨润土；将氢氧化钠水溶液滴加至70～90℃的铝盐水溶液中，然后维持温度不变进行第一恒温老化，得到羟基铝柱撑剂；在所述羟基铝柱撑剂的温度为70～90℃的条件下，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中，然后维持温度不变进行第二恒温老化，得到羟基Mg‑Al复合柱撑剂；将所述纯化膨润土与所述羟基Mg‑Al复合柱撑剂混合后进行第三恒温老化，得到改性膨润土。采用本发明所提供的改性膨润土的制备方法提高了膨润土对Cd2+的吸附性，同时也提高了膨润土对Cu2+和Pb2+的吸附性。

Description

一种改性膨润土的制备方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种改性膨润土的制备方法。
背景技术
膨润土是一种广泛分布于自然界中的粘土类矿物，属非金属矿产，且膨润土通常与许多矿物相伴而生，其主要成分为蒙脱石。蒙脱石属于2:1结构即由两层硅氧四面体和一层夹于铝(镁)氧(氢氧)八面体构成的单斜晶系硅酸盐矿物。蒙脱石中晶格内的不等价类质同象置换(四面体中硅被Al、Fe代替；八面体中铝被Fe、Mg等离子进行置换)，使其结构形式变得更加复杂，并且层间结构增加负电荷形成层间负电荷，迫使吸附阳离子补偿，以达到层间电荷平衡，具有阳离子交换性能；另外由于膨润土具有比表面积大、较好的吸附性能等其他特性，使膨润土具有较大离子交换容量。由于膨润土具有上述优异性能而被广泛应用于环境保护领域，如在废料处理中的应用(如土地填埋防渗材料等)、废水处理中的应用(如重金属废水、有机废水及染料废水)和其他方面的应用。
为了得到性能优越的膨润土，可以通过物理和化学的方法对膨润土进行改性，以改变其结构和表面特性，使其适应不同的使用要求。现有技术中，膨润土的改性方法主要有活化法改性、离子交换法改性和柱撑改性，其中柱撑改性是20世纪70年代走入人们的视线并逐渐发展起来的工艺技术。由于柱撑改性膨润土具有独特的结构和性能，使柱撑改性得到广泛重视。柱撑改性所用的柱撑剂分为有机柱撑剂、无机柱撑剂和混合柱撑剂，在众多的柱撑剂中，羟基金属阳离子柱撑剂为最理想的柱撑剂。目前，通常通过向金属盐溶液中滴加碱液，然后经室温老化得到羟基金属阳离子柱撑剂，然而采用常规方法制备的羟基金属阳离子柱撑剂改性膨润土，仍然不能有效提高膨润土对Cd2+的吸附性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性膨润土的制备方法，本发明所提供的改性膨润土的制备方法操作简单，能够显著提高膨润土对Cd2+的吸附性，同时还能提高膨润土对Cu2+和Pb2+的吸附性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种改性膨润土的制备方法，包括以下步骤：
(一)将膨润土用六偏磷酸钠水溶液进行提纯，得到纯化膨润土；
(二)将氢氧化钠水溶液滴加至70～90℃的铝盐水溶液中，然后维持温度不变进行第一恒温老化，得到羟基铝柱撑剂；
在所述羟基铝柱撑剂的温度为70～90℃的条件下，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中，然后维持温度不变进行第二恒温老化，得到羟基Mg-Al复合柱撑剂；
(三)将所述纯化膨润土与所述羟基Mg-Al复合柱撑剂混合后进行第三恒温老化，得到改性膨润土；
所述步骤(一)和步骤(二)之间没有时间顺序的限定。
优选的，所述步骤(一)中的提纯包括以下步骤：
将所述膨润土与所述六偏磷酸钠水溶液混合，在50～70℃下恒温搅拌0.5～1.5h，得到混合料液；
在所述恒温搅拌的温度下，将所述混合料液进行静置分层，将得到的上层液体烘干得到纯化膨润土。
优选的，所述六偏磷酸钠水溶液的浓度为0.15～0.35mol/L，pH值为6.5～7.5。
优选的，所述膨润土的质量与所述六偏磷酸钠水溶液的体积比为1g:3～4mL。
优选的，所述铝盐水溶液中的Al3+、所述氢氧化钠与所述镁盐水溶液中的Mg2+的摩尔比为1:1.7～2.2:0.05～0.15。
优选的，所述步骤(二)中，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中，维持所述羟基铝柱撑剂的温度，恒温搅拌2.5～4h，再进行第二恒温老化。
优选的，所述步骤(二)中第一恒温老化和第二恒温老化的时间独立地为20～30h。
优选的，所述步骤(三)中，羟基Mg-Al复合柱撑剂中金属离子的总物质的量与所述纯化膨润土的质量比例为1.0～1.5mmol:1g。
优选的，所述步骤(三)具体包括如下步骤：
将所述纯化膨润土与水混合，得到纯化膨润土悬浮液；
在所述纯化膨润土悬浮液的温度为50～90℃的条件下，将所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂滴加至所述纯化膨润土悬浮液中，然后维持所述纯化膨润土悬浮液的温度，恒温搅拌2.5～4.0h，再进行第三恒温老化；
将所述第三恒温老化得到的料液经固液分离、洗涤、干燥，得到改性膨润土。
优选的，所述步骤(三)中第三恒温老化的温度为50～90℃，所述第三恒温老化的时间为12～36h。
本发明提供了一种改性膨润土的制备方法，将膨润土用六偏磷酸钠水溶液进行提纯，得到纯化膨润土；将氢氧化钠水溶液滴加至70～90℃的铝盐水溶液中，然后维持温度不变进行第一恒温老化，得到羟基铝柱撑剂；在所述羟基铝柱撑剂的温度为70～90℃的条件下，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中，然后维持温度不变进行第二恒温老化，得到羟基Mg-Al复合柱撑剂；将所述纯化膨润土与所述羟基Mg-Al复合柱撑剂混合后进行第三恒温老化，得到改性膨润土。本发明所提供的制备方法采用六偏磷酸钠水溶液对膨润土进行提纯，提高了蒙脱石的含量，利用在70～90℃下老化得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂对纯化膨润土进行改性，羟基Mg-Al复合柱撑剂与膨润土发生离子交换，层间距得到扩增，提纯步骤与羟基Mg-Al复合柱撑剂的结合，起到协同作用提高了改性膨润土对Cd2+的吸附性能。实验结果表明，采用本发明所提供的改性膨润土的制备方法提高了膨润土对Cd2+的吸附性，能够有效去除废水中的Cd2+，0.1g改性膨润土加入30mLCd2+浓度为50mg/L的硝酸镉溶液中时，Cd2 +的去除率为81.5％～87.5％；此外，按照本发明所提供的制备方法还能够提高膨润土对Cu2 +和Pb2+的吸附性，使用0.1g改性膨润土加入30mLCu2+浓度为50mg/L的硫酸铜溶液中时，Cu2+的去除率为70.2％～78.9％，使用0.05g改性膨润土加入30mLPb2+浓度为50mg/L的硝酸铅溶液中时，Pb2+的去除率为79.8％～85.7％。
附图说明
图1实施例1所得改性膨润土、对比例1所得改性膨润土和膨润土原土的XRD图。
具体实施方式
本发明提供了一种改性膨润土的制备方法，包括以下步骤：
(一)将膨润土用六偏磷酸钠水溶液进行提纯，得到纯化膨润土；
(二)将氢氧化钠水溶液滴加至70～90℃的铝盐水溶液中，然后维持温度不变进行第一恒温老化，得到羟基铝柱撑剂；
在所述羟基铝柱撑剂的温度为70～90℃的条件下，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中，然后维持温度不变进行第二恒温老化，得到羟基Mg-Al复合柱撑剂；
(三)将所述纯化膨润土与所述羟基Mg-Al复合柱撑剂混合后进行第三恒温老化，得到改性膨润土；
所述步骤(一)和步骤(二)之间没有时间顺序的限定。
本发明将膨润土用六偏磷酸钠水溶液进行提纯，得到纯化膨润土。在本发明中，所述膨润土的膨胀容为5～10mL/g，胶介质为5～15mL/g，吸蓝量为0.4～0.8mmol/g，且阳离子交换容为5～15cmol/kg。在本发明中，所述膨润土的粒径优选100～300目，更优选150～250目，最优选200目。
在本发明中，所述提纯优选包括以下步骤：
将所述膨润土与所述六偏磷酸钠水溶液混合，在50～70℃下恒温搅拌0.5～1.5h，得到混合料液；
在所述恒温搅拌的温度下，将所述混合料液进行静置分层，将得到的上层液体烘干得到纯化膨润土。
在本发明中，所述六偏磷酸钠水溶液的浓度优选0.15～0.35mol/L，更优选0.20～0.30mol/L。在本发明中，所述六偏磷酸钠水溶液的pH值优选6.5～7.5，更优选7.0。
在本发明中，优选采用碳酸钠水溶液对所述六偏磷酸钠水溶液的pH值进行调节。本发明对所述碳酸钠水溶液的浓度没有特殊要求，能够将六偏磷酸钠水溶液的pH值调节至合适的值即可，在本发明实施例中所述碳酸钠水溶液的浓度为2～6wt.％。
在本发明中，所述膨润土的质量与所述六偏磷酸钠水溶液的体积比优选1g:3～4mL，更优选1g:3.5～3.8mL。
在本发明中，将所述膨润土与所述六偏磷酸钠水溶液混合后，优选在60～65℃下进行恒温搅拌。在本发明中，所述恒温搅拌的时间优选0.8～1.2h。
本发明对所述静置分层的时间没有特殊要求，能够使密度较大的固体杂质颗粒充分沉积于下层即可，在本发明中，所述静置分层的时间优选1～2h。在本发明中，静置分层后，上层为悬浊液，下层为固体杂质，本发明优选将上层悬浊液缓慢倾倒，得到上层液体。
本发明对烘干的具体方式没有特殊要求，能够将溶剂除去，得到干燥的纯化膨润土固体即可，可以采用本领域技术人员熟知的烘干方式，如鼓风干燥、真空干燥、微波烘干等，本发明实施例中采用鼓风干燥。在发明中，所述烘干的温度优选100～115℃，更优选105～110℃。在本发明中，所述烘干的时间优选6～8h。
本发明优选将烘干后得到的膨润土粉碎，然后过200目筛，得到纯化膨润土。
本发明在制备羟基Mg-Al复合柱撑剂时，将氢氧化钠水溶液滴加至70～90℃的铝盐水溶液中，然后维持温度不变进行第一恒温老化，得到羟基铝柱撑剂。在本发明中，所述铝盐水溶液的温度优选80～85℃。
在本发明中，所述氢氧化钠水溶液的浓度优选0.08～0.15mol/L，更优选0.10～0.12mol/L。
本发明对所述铝盐的种类没有特殊要求，可以是任意可溶于水的铝盐，如氯化铝、硫酸铝或硝酸铝，在本发明中，优选氯化铝。在本发明中，所述铝盐水溶液的浓度优选0.05～0.15mol/L，更优选0.08～0.10mol/L。
本发明优选将氢氧化钠水溶液缓慢滴加至铝盐水溶液中，以避免氢氧化铝沉淀的形成。在本发明中，将氢氧化钠滴加至铝盐水溶液的过程中优选保持搅拌状态。在本发明中，所述搅拌的转速优选500-1000r/min。在本发明中，所述氢氧化钠水溶液的滴加速度优选0.2～0.8mL/s。
在本发明中，所述铝盐水溶液中的Al3+与所述氢氧化钠的摩尔比优选1:1.7～2.2，更优选1:2.0～2.1。在本发明中，所述第一恒温老化的时间优选20～30h，更优选22～27h，最优选24～26h。
得到羟基铝柱撑剂后，本发明在所述羟基铝柱撑剂的温度为70～90℃的条件下，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中，然后维持温度不变进行第二恒温老化，得到羟基Mg-Al复合柱撑剂。在本发明中，所述羟基铝柱撑剂的温度优选80～85℃。
本发明对镁盐的种类没有特殊要求，可以是任意可溶于水的镁盐，如氯化镁、硝酸镁、硫酸镁，在本发明中，优选氯化镁。在本发明中，所述镁盐水溶液的浓度优选0.05～0.15mol/L，更优选0.08～0.10mol/L。在本发明中，所述镁盐水溶液的滴加速度优选0.2～0.8mL/s。
在本发明中，所述铝盐水溶液中的Al3+与所述镁盐水溶液中的Mg2+的摩尔比优选1:0.05～0.15，更优选1:0.10～0.11。在本发明中，将镁盐水溶液滴加至羟基铝的过程中优选保持搅拌状态。在本发明中，所述搅拌的转速优选500-1000r/min。
在本发明中，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中后，优选维持所述羟基铝柱撑剂的温度不变，恒温搅拌2.5～4h，再进行第二恒温老化。在本发明中，所述第二恒温老化的时间优选20～30h，更优选22～27h，最优选24～26h。
得到纯化膨润土和羟基Mg-Al复合柱撑剂后，本发明将所述纯化膨润土与所述羟基Mg-Al复合柱撑剂混合后进行第三恒温老化，得到改性膨润土。在本发明中，所述步骤(三)中，羟基Mg-Al复合柱撑剂中的金属离子的总物质的量与所述纯化膨润土的质量比例优选1.0～1.5mmol:1g，更优选1.1～1.3mmol:1g。
在本发明中，所述步骤(三)优选按照如下步骤进行：
将所述纯化膨润土与水混合，得到纯化膨润土悬浮液；
在所述纯化膨润土悬浮液的温度为50～90℃的条件下，将所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂滴加至所述纯化膨润土悬浮液中，然后维持悬浮液的温度不变，恒温搅拌2.5～4.0h，再进行第三恒温老化；
将所述第三恒温老化得到的料液经固液分离、洗涤、干燥，得到改性膨润土。
在本发明中，所述纯化膨润土悬浮液的浓度优选3～12g/L，更优选5～10g/L，最优选7～8g/L。
在本发明中，所述羟基Mg-Al复合柱撑剂的滴加速度优选1～3mL/min。在本发明中，所述恒温搅拌的转速优选500-1000r/min。
在本发明中，所述步骤(三)中第三恒温老化的温度优选50～90℃，更优选60～80℃，最优选65～70℃。在本发明中，所述第三恒温老化的时间优选12～36h，更优选20～30h，最优选24～26h。
本发明对所述固液分离的方式没有特殊要求，本领域技术人员熟知的固液分离的方式均可，如过滤分离、离心分离，本发明实施例所用的固液分离方式为离心分离。在本发明中，所述离心分离的转速为3000～4000r/min。在本发明中，所述离心分离的时间为5～15min。
经固液分离后，本发明优选将离心得到的固体用水浸泡，辅以搅拌洗涤。在本发明中，所述洗涤过程中所述固体与洗涤用水的质量比优选1:50～100，更优选1:70～90，最优选1:80。在本发明中，所述搅拌的转速优选500-1000r/min。在本发明中，所述搅拌的时间优选5～15min。
本发明对所述干燥的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的干燥方式均可，如鼓风干燥、真空干燥，本发明实施例中优选鼓风干燥的方式。在本发明中，所述干燥的温度优选100～115℃，更优选105～110℃。在本发明中，所述干燥的时间优选6～8h。本发明优选将干燥后得到的固体粉碎，过200目筛，得到改性膨润土。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的改性膨润土的制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(一)提纯膨润土
用浓度为4wt.％的碳酸钠水溶液将浓度为0.2mol/L的六偏磷酸钠水溶液的pH值调节至7.0；
将200mL上述pH值调节至7.0的六偏磷酸钠水溶液与50g膨润土混合，在60℃下，恒温搅拌0.5h，再在恒温搅拌的温度下，将混合料液恒温静置1.5h，使固体沉积于底层；
取上层液体于105℃下烘干，并将烘干后的膨润土进行粉碎，过200目筛，得到纯化膨润土；
(二)羟基Mg-Al复合柱撑剂的制备
将0.1mol/L的氢氧化钠水溶液缓慢滴加至温度为80℃、浓度为0.1mol/L的氯化铝水溶液中，然后在80℃下恒温老化24h，得到羟基铝柱撑剂；所述氯化铝与氢氧化钠的摩尔比为1:2；
在所述羟基铝柱撑剂的温度为80℃的条件下，将0.1mol/L的氯化镁缓慢滴加至所述羟基铝柱撑剂中，再在恒温80℃下搅拌3h，然后在80℃下恒温老化24h，得到羟基Mg-Al复合柱撑剂；所述氯化镁与所述氯化铝的摩尔比为0.1:1；
(三)改性
将纯化膨润土与水混合，配置成浓度为6g/L的纯化膨润土悬浮液；
将所述纯化膨润土悬浮液加热至90℃，恒温搅拌0.5h后，将所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂滴加至所述纯化膨润土悬浮液中，然后在90℃下恒温搅拌3h，再在90℃下恒温老化36h；所述羟基Mg-Al复合柱撑剂中的金属离子摩尔量的总和与所述纯化膨润土的质量比例为1.0mmol:1g；
将经老化后的料液离心得到固体，将所述固体与水以质量比为1:80的比例混合进行搅拌洗涤，然后于105℃下干燥7h，将干燥后的固体粉碎，过200目筛，得到改性膨润土。
对实施例1所得的改性膨润土进行XRD测试，结果见图1。
实施例2
(一)按照实施例1中步骤(一)所述的方法提纯膨润土；
(二)按照实施例1中步骤(二)所述的方法制备羟基Mg-Al复合柱撑剂；
(三)改性
将纯化膨润土与水混合，配置成浓度为3g/L的纯化膨润土悬浮液；
将所述纯化膨润土加热至70℃，恒温搅拌0.5h后，将所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂滴加至所述纯化膨润土悬浮液中，然后在70℃下恒温搅拌3h，再在50℃下恒温老化24h；所述羟基Mg-Al复合柱撑剂中的金属离子摩尔量的总和与所述纯化膨润土的质量比例为1.0mmol:1g；
将经老化后的料液离心得到固体，将所述固体与水以质量比为1:70的比例混合进行搅拌洗涤，然后于105℃下干燥8h，将干燥后的固体粉碎，过200目筛，得到改性膨润土。
实施例3
(一)按照实施例1中步骤(一)所述的方法提纯膨润土；
(二)按照实施例1中步骤(二)所述的方法制备羟基Mg-Al复合柱撑剂；
(三)改性
将纯化膨润土与水混合，配置成浓度为6g/L的纯化膨润土悬浮液；
将所述纯化膨润土悬浮液加热至50℃，恒温搅拌0.5h后，将所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂滴加至所述纯化膨润土悬浮液中，然后在50℃下恒温搅拌3h，再在70℃下恒温老化36h；所述羟基Mg-Al复合柱撑剂中的金属离子摩尔量的总和与所述纯化膨润土的质量比例为1.0mmol:1g；
将经老化后的料液离心得到固体，将所述固体与水以质量比为1:90的比例混合进行搅拌洗涤，然后于105℃下干燥6，将干燥后的固体粉碎，过200目筛，得到改性膨润土。
实施例4
(一)按照实施例1中步骤(一)所述的方法提纯膨润土；
(二)按照实施例1中步骤(二)所述的方法制备羟基Mg-Al复合柱撑剂；
(三)改性
将纯化膨润土与水混合，配置成浓度为6g/L的纯化膨润土悬浮液；
将所述纯化膨润土悬浮液加热至70℃，恒温搅拌0.5h后，将所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂滴加至所述纯化膨润土悬浮液中，然后在70℃下恒温搅拌3h，再在90℃下恒温老化12h；所述羟基Mg-Al复合柱撑剂中的金属离子摩尔量的总和与所述纯化膨润土的质量比例为1.0mmol:1g；
将经老化后的料液离心得到固体，将所述固体与水以质量比为1:80的比例混合进行搅拌洗涤，然后于105℃下干燥8h，将干燥后的固体粉碎，过200目筛，得到改性膨润土。
实施例5
(一)按照实施例1中步骤(一)所述的方法提纯膨润土；
(二)按照实施例1中步骤(二)所述的方法制备羟基Mg-Al复合柱撑剂；
(三)改性
将纯化膨润土与水混合，配置成浓度为12g/L的纯化膨润土悬浮液；
将所述纯化膨润土悬浮液加热至50℃，恒温搅拌0.5h后，将所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂滴加至所述纯化膨润土悬浮液中，然后在50℃下恒温搅拌3h，再在90℃下恒温老化36h；所述羟基Mg-Al复合柱撑剂中的金属离子摩尔量的总和与所述纯化膨润土的质量比例为1.0mmol:1g；
将经老化后的料液离心得到固体，将所述固体与水以质量比为1:75的比例混合进行搅拌洗涤，于105℃下干燥7h，将干燥后的固体粉碎，过200目筛，得到改性膨润土。
实施例6
(一)按照实施例1中步骤(一)所述的方法提纯膨润土；
(二)羟基Mg-Al复合柱撑剂的制备
将0.1mol/L的氢氧化钠水溶液缓慢滴加至温度为80℃浓度为0.1mol/L的氯化铝水溶液中，然后在85℃下恒温老化24h，得到羟基铝柱撑剂；所述氯化铝与氢氧化钠的摩尔比为1:2；
在所述羟基铝柱撑剂的温度为75℃的条件下，将0.1mol/L的氯化镁缓慢滴加至所述羟基铝柱撑剂中，再恒温75℃下搅拌3h，然后在75℃下恒温老化24h，得到羟基Mg-Al复合柱撑剂；所述氯化镁与所述氯化铝的摩尔比为0.1:1；
(三)按照实施例1中步骤(三)所述的方法使用所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂改性所述步骤(一)得到的纯化膨润土。
对比例1
(一)按照实施例1中步骤(一)所述的方法提纯膨润土，并将pH值为7.0的六偏磷酸钠水溶液替换为水；
(二)按照实施例1中步骤(二)所述的方法制备羟基Mg-Al复合柱撑剂；
(三)按照实施例1中步骤(三)所述的方法使用所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂改性所述步骤(一)得到的纯化膨润土。
对对比例1所得的改性膨润土进行XRD测试，结果见图1。
对比例2
(一)按照实施例1中步骤(一)所述的方法提纯膨润土；
(二)羟基Mg-Al复合柱撑剂的制备
将0.1mol/L的氢氧化钠水溶液缓慢滴加至温度为80℃、浓度为0.1mol/L的氯化铝水溶液中，然后自然冷却至室温，在室温下恒温老化24h，得到羟基铝柱撑剂；所述氯化铝与氢氧化钠的摩尔比为1:2；
在所述羟基铝柱撑剂的温度为80℃下，将0.1mol/L的氯化镁缓慢滴加至所述羟基铝柱撑剂中，再在恒温80℃下搅拌3h，然后自然冷却至室温，在室温下恒温老化24h，得到羟基Mg-Al复合柱撑剂；所述氯化镁与所述氯化铝的摩尔比为0.1:1；
(三)按照实施例1中步骤(三)所述的方法使用所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂改性所述步骤(一)得到的纯化膨润土。
按照如下方法测试实施例1～6、对比例1～2和膨润土原土对Cd2+、Cu2+和Pb2+的吸附性能：
(1)称取0.1g待测膨润土加入100mL的1号离心管中，向离心管中加入30mLCd2+浓度为50mg/L的硝酸镉溶液；称取0.1g待测膨润土加入100mL的2号离心管中，向离心管中加入30mLCu2+浓度为50mg/L的硫酸铜溶液；称取0.05g待测膨润土加入100mL的3号离心管中，向离心管中加入30mLPb2+浓度为50mg/L的硝酸铅溶液；
(2)将1～3号离心管置于生物摇床中，在温度为25.0±1.0℃、转速为230～240r/min下振荡2h后，将离心管中的液体进行离心过滤后，用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定液体中重金属元素的含量w，通过下式计算各重金属的去除率：
测试结果见表1。
表1实施例1～6、对比例1～2和膨润土原土对Cd2+、Cu2+和Pb2+的去除率
待测膨润土 Cd2+去除率/％ Cu2+去除率/％ Pb2+去除率/％
实施例1 87.5 78.9 85.1
实施例2 81.5 76.6 80.5
实施例3 86.0 78.9 82.1
实施例4 82.7 70.2 85.7
实施例5 82.8 72.0 79.8
实施例6 85.0 74.5 81.2
对比例1 53.5 43.1 59.6
对比例2 79.5 68.7 78.9
膨润土原土 62.2 63.1 78.1
由表1可知，按照本发明所提供的改性膨润土的制备方法得到的改性膨润土对Cd2+的吸附性得到显著提高，0.1g改性膨润土加入30mLCd2+浓度为50mg/L的硝酸镉溶液中时，Cd2+的去除率为81.5％～87.5％，比膨润土原土对Cd2+的去除率提高了19.7％～25.3％；此外，按照本发明所提供的制备方法还能够提高膨润土对Cu2+和Pb2+的吸附性，使用0.1g改性膨润土加入30mLCu2+浓度为50mg/L的硫酸铜溶液中时，Cu2+的去除率为70.2％～78.9％，使用0.05g改性膨润土加入30mLPb2+浓度为50mg/L的硝酸铅溶液中时，Pb2+的去除率为79.8％～85.7％，比膨润土原土对Cu2+和Pb2+的去除率均有所提高。
此外，对比例1采用水提纯膨润土，然后使用实施例1所述的方法制备的改性剂进行改性，所得改性膨润土对Cd2+、Cu2+和Pb2+的去除效果均比实施例1～6差；对比例2使用六偏磷酸钠水溶液提纯膨润土，并采用常规的方法制备羟基Mg-Al复合柱撑剂，然后使用该柱撑剂对膨润土进行改性，其对Cd2+、Cu2+和Pb2+的去除率也均比实施例1～6低。由此可见，提纯方法和改性剂的制备方法对于改性膨润土的吸附性能均有影响，六偏磷酸钠水溶液提纯膨润土和高温老化制备改性剂相互配合，与改性步骤结合，可以有效的提高改性膨润土对于Cd2+的吸附性，同时对Cu2+和Pb2+的吸附性也有所提高。
图1为实施例1所得改性膨润土、对比例2所得改性膨润土和膨润土原土的XRD图。在X射线衍射的波长相同的条件下，根据布拉格公式可知，衍射角越小，其所对应的晶体层间距就越大，由图1可知实施例1的层间距比对比例2和膨润土原土有所增大，说明本发明所提供的方法能够增大膨润土层间距，进而提高膨润土对Cd2+的吸附性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性膨润土的制备方法，包括以下步骤：
(一)将膨润土用六偏磷酸钠水溶液进行提纯，得到纯化膨润土；
(二)将氢氧化钠水溶液滴加至70～90℃的铝盐水溶液中，然后维持温度不变进行第一恒温老化，得到羟基铝柱撑剂；
在所述羟基铝柱撑剂的温度为70～90℃的条件下，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中，然后维持温度不变进行第二恒温老化，得到羟基Mg-Al复合柱撑剂；
(三)将所述纯化膨润土与所述羟基Mg-Al复合柱撑剂混合后进行第三恒温老化，得到改性膨润土；
所述步骤(一)和步骤(二)之间没有时间顺序的限定。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(一)中的提纯包括以下步骤：
将所述膨润土与所述六偏磷酸钠水溶液混合，在50～70℃下恒温搅拌0.5～1.5h，得到混合料液；
在所述恒温搅拌的温度下，将所述混合料液进行静置分层，将得到的上层液体烘干得到纯化膨润土。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述六偏磷酸钠水溶液的浓度为0.15～0.35mol/L，pH值为6.5～7.5。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述膨润土的质量与所述六偏磷酸钠水溶液的体积比为1g:3～4mL。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝盐水溶液中的Al3+、所述氢氧化钠与所述镁盐水溶液中的Mg2+的摩尔比为1:1.7～2.2:0.05～0.15。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(二)中，将镁盐水溶液滴加至所述羟基铝柱撑剂中，维持所述羟基铝柱撑剂的温度，恒温搅拌2.5～4h，再进行第二恒温老化。
7.如权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(二)中第一恒温老化和第二恒温老化的时间独立地为20～30h。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(三)中，羟基Mg-Al复合柱撑剂中金属离子的总物质的量与所述纯化膨润土的质量比例为1.0～1.5mmol:1g。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(三)具体包括如下步骤：
将所述纯化膨润土与水混合，得到纯化膨润土悬浮液；
在所述纯化膨润土悬浮液的温度为50～90℃的条件下，将所述步骤(二)得到的羟基Mg-Al复合柱撑剂滴加至所述纯化膨润土悬浮液中，然后维持所述纯化膨润土悬浮液的温度，恒温搅拌2.5～4.0h，再进行第三恒温老化；
将所述第三恒温老化得到的料液经固液分离、洗涤、干燥，得到改性膨润土。
10.如权利要求1或9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(三)中第三恒温老化的温度为50～90℃，所述第三恒温老化的时间为12～36h。
CN201710254741.6A 2017-04-18 2017-04-18 一种改性膨润土的制备方法 Pending CN107008225A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710254741.6A CN107008225A (zh) 2017-04-18 2017-04-18 一种改性膨润土的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710254741.6A CN107008225A (zh) 2017-04-18 2017-04-18 一种改性膨润土的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107008225A true CN107008225A (zh) 2017-08-04

Family

ID=59448045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710254741.6A Pending CN107008225A (zh) 2017-04-18 2017-04-18 一种改性膨润土的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107008225A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114939397A (zh) * 2022-04-08 2022-08-26 同济大学 一种改性膨润土复合材料的制备方法及应用
CN115109451A (zh) * 2022-06-17 2022-09-27 阳原县仁恒精细粘土有限责任公司 一种高膨胀性膨润土及包含其的水性乳胶漆
CN115672260A (zh) * 2022-09-02 2023-02-03 北京工业大学 一种吸附材料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1950180A1 (en) * 2007-01-25 2008-07-30 GEO - Ground Engineering Operations Produtos e Solucoes de Engenharia e Geotecnia, Lda Chemical composition and process for treating liquid dispersions
CN101708557A (zh) * 2009-11-24 2010-05-19 江苏工业学院 降解废水中有机污染物的磁性纳米金属颗粒的制备方法
CN102701922A (zh) * 2012-06-06 2012-10-03 山东京博控股股份有限公司 一种甲缩醛的合成方法
CN106179193A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 内蒙古师范大学 一种聚合羟基铁改性高岭土复合材料及其制备方法和应用
CN106378119A (zh) * 2016-09-28 2017-02-08 西安理工大学 一种La‑Fe/CTMAB复合改性膨润土吸附材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1950180A1 (en) * 2007-01-25 2008-07-30 GEO - Ground Engineering Operations Produtos e Solucoes de Engenharia e Geotecnia, Lda Chemical composition and process for treating liquid dispersions
CN101708557A (zh) * 2009-11-24 2010-05-19 江苏工业学院 降解废水中有机污染物的磁性纳米金属颗粒的制备方法
CN102701922A (zh) * 2012-06-06 2012-10-03 山东京博控股股份有限公司 一种甲缩醛的合成方法
CN106179193A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 内蒙古师范大学 一种聚合羟基铁改性高岭土复合材料及其制备方法和应用
CN106378119A (zh) * 2016-09-28 2017-02-08 西安理工大学 一种La‑Fe/CTMAB复合改性膨润土吸附材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李国清等，: ""镁铝交联膨润土处理含重金属有机废水的研究"", 《泉州师范学院学报（自然科学）》 *
许小龙，: "膨润土钠化改性和无机柱撑的研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114939397A (zh) * 2022-04-08 2022-08-26 同济大学 一种改性膨润土复合材料的制备方法及应用
CN115109451A (zh) * 2022-06-17 2022-09-27 阳原县仁恒精细粘土有限责任公司 一种高膨胀性膨润土及包含其的水性乳胶漆
CN115109451B (zh) * 2022-06-17 2023-08-18 阳原县仁恒精细粘土有限责任公司 一种包含高膨胀性膨润土的水性乳胶漆
CN115672260A (zh) * 2022-09-02 2023-02-03 北京工业大学 一种吸附材料及其制备方法和应用
CN115672260B (zh) * 2022-09-02 2024-05-28 北京工业大学 一种吸附材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107159099A (zh) 一种改性膨润土的制备方法
CN112090399A (zh) 一种生物改性微米磁性生物炭吸附剂及其制备方法和应用
CN104383873B (zh) 利用低品位凹凸棒石黏土制备复合吸附剂的方法
CN102205972B (zh) 一种凹凸棒土的改性方法
CN107008225A (zh) 一种改性膨润土的制备方法
CN102758089B (zh) 硬质合金残废料回收及再生处理方法
CN101244828A (zh) 用钙基膨润土制备钠基膨润土的方法
CN101850983B (zh) 用球磨法制备大层间距有机蛭石的方法
CN104021833B (zh) 用于去除饮用水中放射性铀的过滤介质、滤芯以及制备方法
CN105597679B (zh) 一种用低品质短纤维海泡石制备高性能吸附材料的方法
CN104028250A (zh) 用于去除饮用水中铝的过滤介质、滤芯以及制备方法
CN107159098A (zh) 一种改性膨润土的制备方法
CN106582547A (zh) 一种改性海泡石的制备方法及其在环境修复中的应用
CN106745101A (zh) 一种采用吸附和煅烧方法从卤水中制备碳酸锂的方法
CN106582509A (zh) 一种重金属离子多孔吸附材料及其制备方法
CN108525640A (zh) 一种提高凹凸棒土吸附性能的改性工艺
CN107617416A (zh) 一种可吸附重金属的鮟鱇鱼骨生物炭材料的制备方法
CN113683095A (zh) 一种含方石英的天然钠基膨润土提纯方法
CN102580697B (zh) 一种钠基膨润土-am-aa复合铅离子吸附剂
CN108654703A (zh) 一种双子表面活性剂柱撑改性蒙脱石的制备方法
CN108910929A (zh) 一种用于废水中铅去除的微纳米碳酸钙的制备方法
CN104857924B (zh) 一种氢氧化钠辅助处理污泥制备纳米钛酸盐吸附剂的方法
CN105599090B (zh) 一种添加纳米钻石烯的秸秆画材料及制备方法
CN107552015A (zh) 一种改性山竹壳及利用其降低水体中钒的方法
CN105734268B (zh) 一种黄铁矿和褐铁矿混合焙烧制备多孔结构材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170804

RJ01 Rejection of invention patent application after publication