[发明专利]一种膨润土复合多孔材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，尤其涉及一种膨润土复合多孔材料及其制备方法。

背景技术

随着造纸、印染等工业的发展，其不断排放的工业废水使环境污染日趋严重。工业废水具有颜色深，COD值较高，组成复杂多变，分布面广等特点。目前处理工业废水的主要方法有有生物法、双氧水法、化学法、电解法、吸附法等。但都存在不同程度的局限性，如化学法会产生大量的难以处理的泥渣，双氧水法虽然对废水色度，COD均有很好的处理效果，但成本太高。生物法虽然成本低，但不能使废水完全脱色，而且大部分废水中的有机物对生物有毒副作用。吸附法主要用于预处理（减少水处理主体装置负荷，回收有用物质）和深度处理（提高处理水质量，满足回用水水质要求）一般采用活性碳吸附，但其再生难度大，而且易流失，需不断补充，运行费用高。

膨润土作为一种以蒙脱石为主要成分的黏土,因其层间易发生不等价阳离子置换而产生永久性负电荷,并且蒙脱石具有很大的内外表面积,使其具有较高的离子交换容量和很强的吸附能力。因此很适合用于处理工业废水，同时膨润土作为吸附介质还具有储量丰富, 价格低廉，制备方法简单，处理效果好，无毒、无味、对环境无害，而且在处理水中染料的同时可去除重金属离子等优点。但是由于膨润土颗粒细微、功能单一，易引起污泥量增多而造成二次污染，给实际应用带来许多困难。因此，有必要研究蒙脱石应用于工业印染废水的脱色处理。

CN 101066765A公开了“一种有机-无机膨润土复合材料及其合成方法”， 该方法以膨润土作为主体材料,先用聚合羟基铝水溶液通过阳离子交换反应对膨润土进行无机改性,产物经焙烧之后获得具有较高孔隙率和比表面积并且含有反应性羟基的铝柱撑膨润土，然后再用硅烷化试剂，通过与铝柱撑膨润土内外表面羟基的硅烷化反应将含有有机基团的硅烷基嫁接到铝柱撑膨润土上，最终获得到有机-无机复合膨润土复合材料。该复合材料既具有无机柱撑膨润土多孔、大比表面积的特征，又具有有机膨润土有机碳含量高、疏水性强的特点。但该复合材料生产过程复杂，各步骤对温度条件非常敏感难以控制，并且各部分反应周期长，产品回收率较低，生产成本高，水处理成本高。

CN 100467119C公开了“一种改性有机膨润土复合材料的制备方法”， 该方法是将膨润土加入水进行搅拌，搅拌均匀后加入双氰胺和甲醛的缩聚物，进行恒温振荡反应，冷却至常温后抽滤、洗涤，再干燥，粉碎过目筛后制得。该膨润土复合材料在处理染色废水时，具有效率高、用量少、沉降速度快、水处理成本低等特点。但该材料最终为粉状产品，处理废水后粉状膨润土分散在废水中，即使采用絮凝剂进行絮凝处理，仍然难以完全去除，容易形成二次污染；并且双氰胺和甲醛缩聚反应难以控制，产品批量化生产较困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种比表面积大，吸附能力强，不会形成二次污染，且能够吸附多种离子的膨润土复合多孔材料。

本发明的另一个目的是提供一种工艺简单，原料易得，制作成本低廉的膨润土复合多孔材料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种膨润土复合多孔材料，其特征在于包含膨润土粉料、活性剂、水和发泡剂按配比通过包含如下步骤的方法制成：将活性剂加入水中搅拌至溶解制成活性剂溶液，将活性剂溶液倒入膨润土粉料搅拌均匀，制成膨润土悬浊液，再将发泡剂加入膨润土悬浊液混合搅拌，使其发泡，将发泡后的浆液倒入模具，风干脱水后烘干成型；其中所述的膨润土粉料、活性剂、水和发泡剂的配比是以膨润土粉料的重量为基准，活性剂的加入量为膨润土粉料的5%～10%，水的加入量为膨润土粉料的150%～200%，发泡剂的加入量为膨润土粉料20～40%。

所述的活性剂为阳离子表面活性剂，选自十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基氧化胺的至少一种。

所述的水为蒸馏水。

所述的发泡剂采用植物性发泡剂。

一种膨润土复合多孔材料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

① 将人工精选的钙基膨润土原矿磨粉、过200目筛，制成膨润土粉料，将膨润土粉料输送至干燥箱100～110℃烘1.5h～2.5h，放入干燥器中待用，控制水分≤12%；

②  将活性剂加入蒸馏水中搅拌至溶解，制成活性剂溶液，将活性剂溶液倒入膨润土粉料中混合搅拌均匀，制成膨润土悬浊液；

③  将植物发泡剂加入到膨润土悬浊液中搅拌均匀，再将增氧泵的多孔出气口深入到膨润土悬浊液中高速搅拌8～12分钟使其发泡，制成膨润土浆；