CN108325499A - 一种以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法及应用，该方法将阳离子型改性剂、钠基膨润土在水溶液中进行搅拌、洗涤、干燥、研磨的方法得到阳离子型改性剂修饰的钠基膨润土材料。本申请制备的钠基膨润土具有良好的吸油效果；且本发明的双改性吸附剂原料来源广泛，价格便宜，制备方法简单，易于工业化应用。

Description

一种以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的 钠基膨润土的制备方法及应用
技术领域
本发明属于含油污水的处理领域，具体涉及一种以阳离子型聚丙烯酰胺和 四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法及应用。
背景技术
含油污水来源广泛，成分复杂，大部分污染物为苯类，酚类以及杂环烃类 物质。油类进入水体形成油膜后会妨碍空气中的氧气进入水体，造成水质恶化， 同时会影响植物的光合作用，危害水产资源。油在水中经光化学作用，产生的 有毒有害的物质危害人体健康；散发臭味，影响自然景观；对于污水处理系统 而言，油的存在会影响污水处理系统中细菌的正常生长，从而影响污水处理过 程。含油污水的治理成为当今环境工作者研究的重点。
膨润土是一种在自然界中分布较为广泛的黏土类物质，属于非金属矿产， 其储蓄量居世界首位，并以分布广、埋藏浅、易采掘及品种齐全为特点。膨润 土及其制品具有很高的离子交换性，特殊的吸水性，可塑性及粘性以及低廉的 价格和丰富的储量，在污水处理领域表现出广泛的应用前景。但是天然膨润土 中由于表面硅氧结构具有极强的亲水性和层间具有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，不能有效吸附水中有机污染物，从而限 制其适用范围。因此须对天然膨润土进行改性。其在污水处理中的应用多为用 季铵盐表面活性剂改性膨润土制得，其基本原理是基于有机季铵盐阳离子与蒙 脱石之间的离子交换，是有机基团覆盖于蒙脱石表面，但其吸附效果有限。本 发明提出了同时使用长、短碳链阳离子混合改性剂对有机膨润土进行表面改性， 以显著增强其对油的吸附作用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种阳离子型聚丙烯 酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法，该方法将制备好 的阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰钠基膨润土作为水处理剂 应用到含油污水的处理中，降低含油污水中油污的含量，使其达到排放，减轻 后续处理工艺的处理压力，提高出水水质。本发明的另一目的在于提供一种以 阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的应用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制 备方法，所述制备方法包括如下步骤：
1)制备浓度为0.04～0.06wt％的阳离子型聚丙烯酰胺溶液：取0.4～0.6g 阳离子型聚丙烯酰胺于1000mL去离子水中，并超声混匀1h，最后放在转数 180r/min，温度为30℃的振荡器中数天，备用；
2)将钠基膨润土在110℃条件下进行干燥3h，然后过200目筛，备用；
3)将5～10g的钠基膨润土加入至50mL的0.04～0.06wt％的阳离子型 聚丙烯酰胺溶液中，超声混匀，再加入一定量的阳离子型四甲基溴化铵，于一 定温度下搅拌2～4h，多次用去离子水洗涤，真空抽滤，于80℃下烘干，研 磨过200目筛得到阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨 润土。
进一步，所述阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)的CAS登录号为9003-05-8， 其分子式是(C3H5NO)n；CPAM是一种阳离子型高分子絮凝剂，外观是白色固体 颗粒。
进一步，所述阳离子型四甲基溴化铵(TMAB)的CAS登录号为64-20-0， 其分子式是C4H12BrN；TMAB是一种短链季铵盐，外观是白色固体颗粒。
进一步，步骤3)中的搅拌温度为45～80℃。
进一步，步骤3)中加入的阳离子型四甲基溴化铵的质量为0.5g。
一种阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制 备方法制备的钠基膨润土的应用，将所述钠基膨润土按每升污水5～10g投加 量投加到含油污水中，调节恒温振荡器的温度为25℃，转数为150r/min即 可。
本发明具有以下有益技术效果：
本申请制备的钠基膨润土具有良好的吸油效果；且本发明的双改性吸附剂 原料来源广泛，价格便宜，制备方法简单，易于工业化应用。将本申请制备好 的钠基膨润土作为水处理剂应用到含油污水的处理中，可以有效降低含油污水 中油污的含量，使其达到排放，减轻后续处理工艺的处理压力，提高出水水质。
附图说明
图1为本发明制备的钠基膨润土处理含油污水的工艺流程图；
图2为本发明制备的钠基膨润土对含油污水的吸附去除效果图。
具体实施方式
下面，参考附图和实施例，对本发明进行更全面的说明，实施例中示出了 本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解 为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全 面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
本发明提供了一种阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)和四甲基溴化铵(TMAB) 为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法，该方法通过将阳离子型改性剂、钠基 膨润土在水溶液中进行搅拌、洗涤、干燥、研磨的方法得到阳离子型改性剂修 饰的钠基膨润土材料。
实施例1
0.05wt％CPAM改性的钠基膨润土的制备：取0.5g阳离子型聚丙烯酰胺 于1000mL去离子水中，并超声1h，最后放在转数180r/min，温度为30℃ 的振荡器中数天，然后将钠基膨润土在110℃条件下进行干燥3h，然后过200 目筛，最后将5g的钠基膨润土加入至50mL的0.05wt％的CPAM溶液中，再 在45℃下搅拌2h，多次用去离子水洗涤，真空抽滤，于80℃下烘干，研磨 过200目筛得到CPAM修饰的钠基膨润土。
实施例2
TMAB改性的钠基膨润土的制备：将钠基膨润土在110℃条件下进行干燥3 h，然后过200目筛，再将5g的钠基膨润土加入至50mL去离子水中，加入 0.5g TMAB，再在45℃下搅拌2h，多次用去离子水洗涤，真空抽滤，于80℃ 下烘干，研磨过200目筛得到TMAB修饰的钠基膨润土。
实施例3
CPAM和TMAB双改性的钠基膨润土的制备：取0.5g阳离子型聚丙烯酰胺 于1000mL去离子水中，并超声1h，最后放在转数180r/min，温度为30℃ 的振荡器中数天，然后将钠基膨润土在110℃条件下进行干燥3h，然后过 200目筛，最后将5g的钠基膨润土加入至50mL的0.05wt％的CPAM溶液中， 再加入不同质量的TMAB，优选为0.5g，于45℃下搅拌2h，多次用去离子水 洗涤，真空抽滤，于80℃下烘干，研磨过200目筛得到CPAM和TMAB修饰的 钠基膨润土。
实施例4
取实施例1-3制备的吸附剂投加到装有100mL、50mg/L的含油污水的锥 形瓶中，之后置于恒温震荡箱中，在25℃下以150r/min震荡吸附4h，测吸 附后的含油量。如图2所示，实验结果表明：本发明制备的阳离子型聚丙烯酰 胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土比单一或者没有改性的钠基膨润 土，表现出良好的除油效果。
此外，本发明还提供了一种本发明制备的钠基膨润土的应用：将所述钠基 膨润土按每升污水5～10g投加量投加到含油污水中，调节恒温振荡器的温度 为25℃，转数为150r/min即可。本发明中CPAM和TMAB为改性剂修饰钠基 膨润土对含油污水的吸附为物理吸附，或化学吸附；低温时物理吸附，高温时 化学吸附。如图1所示，为本发明CPAM和TMAB修饰的钠基膨润土处理含油污 水的工艺流程。
上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例， 符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)制备浓度为0.04～0.06wt％的阳离子型聚丙烯酰胺溶液：取0.4～0.6g阳离子型聚丙烯酰胺于1000mL去离子水中，并超声混匀1h，最后放在转数180r/min，温度为30℃的振荡器中数天，备用；
2)将钠基膨润土在110℃条件下进行干燥3h，然后过200目筛，备用；
3)将5～10g的钠基膨润土加入至50mL的0.04～0.06wt％的阳离子型聚丙烯酰胺溶液中，超声混匀，再加入一定量的阳离子型四甲基溴化铵，于一定温度下搅拌2～4h，多次用去离子水洗涤，真空抽滤，于80℃下烘干，研磨过200目筛得到阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土。
2.根据权利要求1所述的以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法，其特征在于，所述阳离子型聚丙烯酰胺的CAS登录号为9003-05-8，其分子式是(C3H5NO)n。
3.根据权利要求1所述的以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法，其特征在于，所述阳离子型四甲基溴化铵的CAS登录号为64-20-0，其分子式是C4H12BrN。
4.根据权利要求1所述的以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法，其特征在于，步骤3)中的搅拌温度为45～80℃。
5.根据权利要求1所述的以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法，其特征在于，步骤3)中加入的阳离子型四甲基溴化铵的质量为0.5g。
6.权利要求1-5任一所述的以阳离子型聚丙烯酰胺和四甲基溴化铵为改性剂修饰的钠基膨润土的制备方法制备的钠基膨润土的应用，其特征在于，将所述钠基膨润土按每升污水5～10g投加量投加到含油污水中，调节恒温振荡器的温度为25℃，转数为150r/min即可。
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