CN115090256B - 一种酸钠改性海泡石及其改性方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种酸钠改性海泡石及其改性方法和应用，涉及改性材料制备及环保工程领域。该酸钠改性海泡石的改性方法是采用无机复合酸、氯化钠和六偏磷酸钠混合配置的酸钠改性液与海泡石搅拌反应进行海泡石改性。本发明的酸钠改性海泡石制备方法简单，由一步法改性得到，所采用的改进物质六偏磷酸钠、氯化钠及盐酸成本低廉易得，易于工业化生成；制备条件温和，所涉及的反应温度低，能耗少，能够在短时间内达到理想的改性效果，改性时间由常规的10～12小时缩短至2小时，能够缩短83%的反应时间，相比于常规分步改性过程，该一步法所得改性海泡石对铅、铜与锌离子最大吸附量分别能够达到30.54 mg/g、41.26 mg/g与40.54 mg/g。

Description

一种酸钠改性海泡石及其改性方法和应用
技术领域
本发明涉及改性材料制备及环保工程领域，具体涉及一种酸钠改性海泡石及其改性方法和应用。
背景技术
海泡石是一种价格低廉的无机吸附材料，但存在杂质较多，品位低，纤维分散性差的特点，将其直接用于吸附材料，效果并不理想。因此，目前对海泡石的改性研究很多，海泡石的改性主要包含酸碱活化、热活化、无机物改性及有机物包覆等方法。酸碱活化与热活化对海泡石能够进行一定程度的改性，可以增强其吸附能力，改善其纤维分散性，而有机改性与无机改性主要体现在对其接枝有机物或引入无机纳米颗粒，能够在一定程度上提升其吸附能力。但上述改性方法大多对海泡石的品位与纯度并未得到提升，对海泡石进行改性的过程需要水热反应，是高能耗过程，且制备步骤复杂，在制备过程中可能导致新的污染，因而不宜于工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种酸钠改性海泡石及其改性方法和应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一目的是提供一种酸钠海泡石的改性方法，包括：
(1)酸钠改性液制备的步骤；
(2)酸钠改性液与海泡石搅拌反应进行海泡石改性的步骤；
所述的酸钠改性液由氯化钠、六偏磷酸钠与无机复合酸组成，所述无机复合酸由氨基磺酸与其它无机酸以摩尔比为2:1配置而成，其它无机酸包括但不限于盐酸、硝酸、硫酸。
进一步地，所述酸钠改性液中氢离子与钠离子摩尔比为1:0.8～1:1.2，其中钠离子来源于六偏磷酸钠与氯化钠，其摩尔比为1:15。
进一步地，所述海泡石与酸钠改性液的固液比为1:15～1:30。
更进一步地，所述海泡石与酸钠改性液的固液比为1：20。
进一步地，所述的搅拌反应的温度为30～70℃，时间为2～4小时。
进一步地，所述的海泡石的改性方法，还包括搅拌反应后的过滤、洗涤及干燥步骤。
本发明的第二目的是提供一种酸钠改性海泡石，所述的酸钠改性海泡石是根据上述任意一种方法得到的。
本发明的第三目的是提供一种通过上述任意一种方法得到的酸钠改性海泡石在含重金属离子废水处理中的应用。
进一步地，所述的重金属离子为铅离子、铜离子、锌离子中的一种或多种的混合。
本发明的有益技术效果是：
1.本发明的酸钠改性海泡石制备方法简单，由一步法改性得到，所采用的改进物质六偏磷酸钠、氯化钠及盐酸成本低廉易得，易于工业化生成。
2.本发明的酸钠改性海泡石制备条件温和，所涉及的反应温度低，能耗少，能够在短时间内达到理想的改性效果，相比于常规分步改性过程，该一步法所得改性海泡石对铅、铜与锌离子最大吸附量分别能够达到30.54mg/g、41.26mg/g与40.54mg/g
3.本发明中酸钠改性液采用的六偏磷酸钠起到了提供钠离子的作用的同时，还能够对海泡石纤维进行分散，与海泡石进行离子交换，避免了引入多种化学试剂造成环境污染和成本增加，提升阳离子交换量，阳离子交换量提升87％；提升混合改性液与海泡石接触程度，缩短反应时间，改性时间由常规的10～12小时缩短至2小时，能够缩短83％的反应时间，从而显著降低了改性经济成本与时间成本，得到的改性海泡石可作为对其进一步改性的基础。
附图说明
图1为本发明的酸钠改性海泡石的扫描电镜图；
图2为本发明一实施例的酸钠改性海泡石的氮气吸附脱附曲线图；
图3为本发明一实施例的酸钠改性海泡石的孔径积分曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例的酸钠改性海泡石的改性方法，步骤如下：
(1)配制酸钠改性液，其总阳离子浓度为0.6mo l/L，其中钠离子与氢离子比值为1：1，六偏磷酸钠占总钠浓度比3％，氨基磺酸与盐酸比例为2:1；
(2)在20g海泡石中加入400mL上述酸钠改性液，控制温度35℃，处理2小时；
(3)过滤、洗涤，然后65℃下烘干8小时后即可得到酸钠改性海泡石。
实施例2
本实施例的酸钠改性海泡石的改性方法，步骤如下：
(1)配制酸钠改性液，其总阳离子浓度为0.8mo l/L，其中钠离子与氢离子比值为1：1，六偏磷酸钠占总钠浓度比5％，氨基磺酸与盐酸比例为2:1。
(2)在20g海泡石中加入400mL上述酸钠改性液，控制温度45℃，处理4小时。
(3)过滤、洗涤，然后65℃下烘干8小时后即可得到酸钠改性海泡石。
实施例3
一种海泡石的改性方法，包括如下步骤：
(1)配制酸钠改性液，其总阳离子浓度为1.4mo l/L，其中钠离子与氢离子比值为1：1，六偏磷酸钠占总钠浓度比9％，氨基磺酸与盐酸比例为2:1。
(2)在20g海泡石中加入400mL上述酸钠改性液，控制温度75℃，处理8小时。
(3)过滤、洗涤，然后65℃下烘干8小时后即可得到改性海泡石；
对比例1
不进行改性，直接对本发明所使用的天然海泡石进行吸附实验。
对比例2
按照实施例3的操作步骤进行，不同的是：不添加六偏磷酸钠。
对比例3
按照实施例3的操作方法，不同的是：不添加盐酸，而改加0.1mo l/L稀硫酸提供改性所需氢离子。
对比例4
按照实施例3的操作方法，不用的是：不添加氯化钠，而所需钠离子均为六偏磷酸钠提供。
实验例
将上述实施例或对比例处理所得海泡石样品用于废水处理，并测定其阳离子交换量，具体方法如下：
先配置一系列不同浓度Pb2+、Cu2+和Zn2+溶液作为工作液，并使用紫外分光光度计制作浓度曲线，分别向其添加海泡石样品，海泡石样品与工作液的质量体积比为1：1g/L，振荡吸附2小时，离心后取上层清液，对其中的Pb2+、Cu2+和Zn2+采用紫外分光光度计测定，根据吸附前后工作液中重金属离子浓度差计算改性海泡石吸附剂对重金属的吸附量。
采用氯化钡-硫酸法测定海泡石的阳离子交换量，以0.5mo l/L的BaCl2和0.1mol/L H2SO4为交换液。对海泡石用过量的饱和BaCl2水溶液浸泡使海泡石中的可交换阳离子全部与Ba2+交换，然后用去离子水洗去多余的BaCl2，再用H2SO4交换海泡石中的钡离子。最终通过碱式滴定法测定硫酸的含量，从而算出天然海泡石中的阳离子交换量。
表1各实施例及对比例所得海泡石的吸附量
从以上实施例与对比例的吸附数据可以看出，天然海泡石对废水中的重金属的吸附效果较差，同时阳离子交换量较低，而对海泡石进行混溶液后，吸附性能及阳离子交换量得到显著提升，但是酸钠溶液的改性需要依赖六偏磷酸钠作为分散剂，而如果没有分散剂的存在，酸钠溶液改性的海泡石吸附效果提升并不明显，阳离子交换量还出现降低，而仅仅采用六偏磷酸钠与盐酸改性海泡石，海泡石孔隙被大分子堵塞，吸附能力急剧降低，更换为硫酸后，海泡石的吸附性能也并未大幅提升。本发明采用酸钠溶液对海泡石进行改性，条件温和，而且不需要额外添加催化剂，所得的海泡石对铅离子吸附能力得到显著的提升，阳离子交换量也大幅增加。为了考察本发明所得改性海泡石的稳定性，将实施例3所得海泡石与对比例4所得海泡石吸附后进行回收再生后再吸附，结果显示，重复3次后，对比例4所得海泡石的吸附能力显著下降，而实施例3所得海泡石的吸附能力只是略有下降，这表明，本发明所得改性海泡石的稳定性较好。
以上所述为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种酸钠海泡石的改性方法，其特征在于，包括：
（1）酸钠改性液制备的步骤；
（2）酸钠改性液与海泡石搅拌反应进行海泡石改性的步骤；
所述的酸钠改性液由氯化钠、六偏磷酸钠与复合酸组成，所述复合酸由氨基磺酸与盐酸以摩尔比为2:1配置而成。
2.根据权利要求1所述的酸钠海泡石的改性方法，其特征在于：所述酸钠改性液中氢离子与钠离子摩尔比为1:0.8～1:1.2，其中钠离子来源于六偏磷酸钠与氯化钠，其摩尔比为1:15。
3.根据权利要求1所述的酸钠海泡石的改性方法，其特征在于：所述海泡石与酸钠改性液的固液比为1:15～1:30。
4.根据权利要求3所述的酸钠海泡石的改性方法，其特征在于：所述海泡石与酸钠改性液的固液比为1：20。
5.根据权利要求1所述的酸钠海泡石的改性方法，其特征在于：所述的搅拌反应的温度为30～70℃，时间为2～4小时。
6.根据权利要求1所述的酸钠海泡石的改性方法，其特征在于：所述的海泡石的改性方法还包括搅拌反应后的过滤、洗涤及干燥步骤。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的酸钠海泡石的改性方法制备的酸钠改性海泡石。
8.一种权利要求7所述的酸钠改性海泡石在含重金属离子废水处理中的应用，所述的重金属离子为铅离子、铜离子、锌离子中的一种或多种的混合。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4542002A (en) * 1982-03-01 1985-09-17 Synthesis Engineering Ltd. Silicates with high ion exchange capacity derived from sepiolite and processes for their production
CN103265109A (zh) * 2013-04-22 2013-08-28 安徽工程大学 一种改性海泡石的制造方法
CN106732592A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 湘潭大学 一种海泡石的改性方法及微波辐照制备Cu‑海泡石的方法
CN107308907A (zh) * 2017-08-10 2017-11-03 青阳县永诚钙业有限责任公司 一种改性石灰石及其制备方法
CN108905954A (zh) * 2018-06-04 2018-11-30 湘潭大学 一种二氧化锰改性海泡石吸附剂的制备方法及应用
CN111167423A (zh) * 2020-01-29 2020-05-19 兰州理工大学 海藻酸钠-聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶的制备方法及应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4542002A (en) * 1982-03-01 1985-09-17 Synthesis Engineering Ltd. Silicates with high ion exchange capacity derived from sepiolite and processes for their production
CN103265109A (zh) * 2013-04-22 2013-08-28 安徽工程大学 一种改性海泡石的制造方法
CN106732592A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 湘潭大学 一种海泡石的改性方法及微波辐照制备Cu‑海泡石的方法
CN107308907A (zh) * 2017-08-10 2017-11-03 青阳县永诚钙业有限责任公司 一种改性石灰石及其制备方法
CN108905954A (zh) * 2018-06-04 2018-11-30 湘潭大学 一种二氧化锰改性海泡石吸附剂的制备方法及应用
CN111167423A (zh) * 2020-01-29 2020-05-19 兰州理工大学 海藻酸钠-聚丙烯酸钠/海泡石水凝胶的制备方法及应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
海泡石改性及对Pb2+吸附性能研究;张才灵 等;《广州化工》;第44卷(第23期);第73-74、88页 *

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