CN109012574A - 一种凹凸棒石晶体的改性方法 - Google Patents

一种凹凸棒石晶体的改性方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种凹凸棒石晶体的改性方法，包括如下具体步骤：将天然凹凸棒石晶体放入研磨机中进行粉碎、研磨处理，得到凹凸棒石粉末；将凹凸棒石粉末放入搅拌机中，缓慢加入酸试剂，搅拌均匀，对天然凹凸棒石粉末进行粗提处理，得到粗提物；将粗提物送入烘箱中进行干燥处理，冷却备用；将粗提物放入反应容器中，在超声条件下加入改性剂，搅拌均匀，进行接枝改性处理；将改性后的凹凸棒石粉末放入对辊机中进行挤压，得到凹凸棒石片状物，经焙烧后得到改性后的凹凸棒石晶体。本发明操作简单、投资成本低，对Pb2+的吸附性能得到了显著的提高。

Description

一种凹凸棒石晶体的改性方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种凹凸棒石晶体的改性方法。
背景技术
铅在社会生活和工业生产中应用广泛，由于进入环境后难以降解，铅污染物已经被列为严重危害人类健康的十大污染之一，环境中的无机铅及其化合物十分稳定，不易代谢和降解，铅对人体的毒害是积累性的，人体吸入的铅25%沉积在肺里，部分通过水的溶解作用进入血液，对人体的危害极大。目前，针对含铅废水的处理工艺较多，主要采用的方法为化学沉淀法和离子交换法，但是这两种方法操作繁琐，且投资成本大，近年来，吸附法具有工艺操作简单、经济节能的特点，关于凹凸棒石晶体对重金属离子吸附行为的研究逐步展开，但是传统的凹凸棒石晶体对铅的吸附性并不是十分理想，鉴于此，有必要对传统的凹凸棒石晶体进行改性。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种操作简单、投资成本低，对Pb2+的吸附性能得到了显著的提高的凹凸棒石晶体的改性方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种凹凸棒石晶体的改性方法，包括如下具体步骤：
S1、将天然凹凸棒石晶体放入研磨机中进行粉碎、研磨处理，得到凹凸棒石粉末；
S2、将凹凸棒石粉末放入搅拌机中，缓慢加入酸试剂，搅拌均匀，对天然凹凸棒石粉末进行粗提处理，得到粗提物；
S3、将粗提物送入烘箱中进行干燥处理，冷却备用；
S4、将粗提物放入反应容器中，在超声条件下加入改性剂，搅拌均匀，进行接枝改性处理；
S5、将改性后的凹凸棒石粉末放入对辊机中进行挤压，得到凹凸棒石片状物，经焙烧后得到改性后的凹凸棒石晶体。
优选地，前述步骤S1中，研磨处理后凹凸棒石粉末的粒径≤80目。
再优选地，前述步骤S2中，酸试剂选用浓度为12mol／L的盐酸，酸试剂的滴加速度为10~15mL/s。
更优选地，前述步骤S2中，搅拌机的搅拌速度为500~700转/min，搅拌温度为55~70℃。
进一步优选地，前述步骤S4中，烘箱的温度为80~95℃，烘干时间为2.5~3.5h。
具体地，前述步骤S4中，改性剂选用十八烷基三甲基氯化铵或双十八烷基二甲基氯化铵。
优选地，前述步骤S4中，搅拌速度为600~800转/min，搅拌温度为85~110℃。
再优选地，前述步骤S5中，焙烧温度为260~280℃，焙烧时间为2.5~3.5h。
本发明的有益之处在于：本发明的凹凸棒石晶体的改性方法操作简单、投资成本低，凹凸棒石经过酸活化粗提后，去除了原土中碳酸钙等杂质，分子问范德华力被削弱，并且在超声条件下与十八烷基三甲基氯化铵或双十八烷基二甲基氯化铵发生接枝，晶束团聚现象降低，孔道更加疏通，表现出棒状晶束结构；改性处理后的凹凸棒石的单晶结构分散，孔径增大，表面积增加；改性后的凹凸棒石晶体对Pb2+的吸附性能得到了显著的提高，去除率可达99%以上。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
一种凹凸棒石晶体的改性方法，包括如下具体步骤：
S1、将天然凹凸棒石晶体放入研磨机中进行粉碎、研磨处理至粉末粒径≤80目，得到凹凸棒石粉末；
S2、将凹凸棒石粉末放入搅拌机中，缓慢加入浓度为12mol／L的盐酸，盐酸的滴加速度为10mL/s，搅拌均匀，搅拌速度为500~700转/min，搅拌温度为55℃，对天然凹凸棒石粉末进行粗提处理，得到粗提物；
S3、将粗提物送入烘箱中进行干燥处理，烘箱的温度为80℃，烘干时间为2.5h，冷却备用；
S4、将粗提物放入反应容器中，在超声条件下加入十八烷基三甲基氯化铵，搅拌均匀，搅拌速度为600转/min，搅拌温度为85℃，进行接枝改性处理；
S5、将改性后的凹凸棒石粉末放入对辊机中进行挤压，得到凹凸棒石片状物，然后进行焙烧，焙烧温度为260℃，焙烧时间为2.5h，得到十八烷基三甲基氯化铵改性凹土。
实施例2
一种凹凸棒石晶体的改性方法，包括如下具体步骤：
S1、将天然凹凸棒石晶体放入研磨机中进行粉碎、研磨处理至粉末粒径≤80目，得到凹凸棒石粉末；
S2、将凹凸棒石粉末放入搅拌机中，缓慢加入浓度为12mol／L的盐酸，盐酸的滴加速度为15mL/s，搅拌均匀，搅拌速度为700转/min，搅拌温度为70℃，对天然凹凸棒石粉末进行粗提处理，得到粗提物；
S3、将粗提物送入烘箱中进行干燥处理，烘箱的温度为95℃，烘干时间为3.5h，冷却备用；
S4、将粗提物放入反应容器中，在超声条件下加入双十八烷基二甲基氯化铵，搅拌均匀，搅拌速度为800转/min，搅拌温度为110℃，进行接枝改性处理；
S5、将改性后的凹凸棒石粉末放入对辊机中进行挤压，得到凹凸棒石片状物，然后进行焙烧，焙烧温度为280℃，焙烧时间为3.5h，得到双十八烷基二甲基氯化铵改性凹土。
实施例3
一种凹凸棒石晶体的改性方法，包括如下具体步骤：
S1、将天然凹凸棒石晶体放入研磨机中进行粉碎、研磨处理至粉末粒径≤80目，得到凹凸棒石粉末；
S2、将凹凸棒石粉末放入搅拌机中，缓慢加入浓度为12mol／L的盐酸，盐酸的滴加速度为12mL/s，搅拌均匀，搅拌速度为600转/min，搅拌温度为60℃，对天然凹凸棒石粉末进行粗提处理，得到粗提物；
S3、将粗提物送入烘箱中进行干燥处理，烘箱的温度为85℃，烘干时间为3h，冷却备用；
S4、将粗提物放入反应容器中，在超声条件下加入十八烷基三甲基氯化铵，搅拌均匀，搅拌速度为700转/min，搅拌温度为100℃，进行接枝改性处理；
S5、将改性后的凹凸棒石粉末放入对辊机中进行挤压，得到凹凸棒石片状物，然后进行焙烧，焙烧温度为270℃，焙烧时间为3h，得到十八烷基三甲基氯化铵改性凹土。
在pH9的条件下，对实施例1、实施例2和实施例3中的改性凹土做铅吸附实验，吸附实验结果表明：吸附平衡时间为4 h，，Pb2+在十八烷基三甲基氯化铵改性凹土和双十八烷基二甲基氯化铵改性凹土上的吸附量达到最高，去除率均达到99％以上，去除效果好。
经扫描电镜观察，改性处理后的凹凸棒石的单晶结构分散，孔径增大，表面积增加，凹凸棒石经过酸活化粗提后，去除了原土中碳酸钙等杂质，分子问范德华力被削弱，并且在超声条件下与十八烷基三甲基氯化铵或双十八烷基二甲基氯化铵发生接枝，晶束团聚现象降低，孔道更加疏通，表现出棒状晶束结构。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种凹凸棒石晶体的改性方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1、将天然凹凸棒石晶体放入研磨机中进行粉碎、研磨处理，得到凹凸棒石粉末；
S2、将凹凸棒石粉末放入搅拌机中，缓慢加入酸试剂，搅拌均匀，对天然凹凸棒石粉末进行粗提处理，得到粗提物；
S3、将粗提物送入烘箱中进行干燥处理，冷却备用；
S4、将粗提物放入反应容器中，在超声条件下加入改性剂，搅拌均匀，进行接枝改性处理；
S5、将改性后的凹凸棒石粉末放入对辊机中进行挤压，得到凹凸棒石片状物，经焙烧后得到改性后的凹凸棒石晶体。
2.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石晶体的改性方法，其特征在于，所述步骤S1中，研磨处理后凹凸棒石粉末的粒径≤80目。
3.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石晶体的改性方法，其特征在于，所述步骤S2中，酸试剂选用浓度为12mol／L的盐酸，酸试剂的滴加速度为10~15mL/s。
4.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石晶体的改性方法，其特征在于，所述步骤S2中，搅拌机的搅拌速度为500~700转/min，搅拌温度为55~70℃。
5.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石晶体的改性方法，其特征在于，所述步骤S4中，烘箱的温度为80~95℃，烘干时间为2.5~3.5h。
6.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石晶体的改性方法，其特征在于，所述步骤S4中，改性剂选用十八烷基三甲基氯化铵或双十八烷基二甲基氯化铵。
7.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石晶体的改性方法，其特征在于，所述步骤S4中，搅拌速度为600~800转/min，搅拌温度为85~110℃。
8.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石晶体的改性方法，其特征在于，所述步骤S5中，焙烧温度为260~280℃，焙烧时间为2.5~3.5h。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110028077A (zh) * 2019-05-07 2019-07-19 西北师范大学 一种改性凹凸棒石及其制备方法和在医药载体中的应用
CN111334254A (zh) * 2018-12-19 2020-06-26 中国地质大学（北京） 金属精细抛光凹凸棒石粉及其制备方法和应用
WO2022109661A1 (en) * 2020-11-24 2022-06-02 Crc Care Pty Ltd Modified clay sorbents

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