[发明专利]一种水中芳香族有机污染物特异选择性吸附材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机污染环境修复领域，尤其是涉及一种水中芳香族有机污染物特异选 择性吸附材料的制备方法。

背景技术

芳香族化合物是一类用途广泛，生产使用量大的化工产品，在使用和处置过程中， 可通过各种途径进入环境，对水体、土壤和大气造成污染。此外，石油冶炼、加工和运输过 程中也有大量的芳香族化合物进入环境，如苯、甲苯和二甲苯等。进入环境后，芳香族化合 物能够长期滞留，有些芳香族化合物毒性大，具有致畸、致癌和致突变作用。研究表明，甲 苯、乙苯和二甲苯能够损害中枢神经系统，甲苯还具有血液和遗传生殖毒性，并损害人体肾 或肝脏。多种芳香族化合物已被列入我国水环境优先控制污染物，如：苯、甲苯、乙苯、邻 二甲苯、间二甲苯和对二甲苯等。

基于此现状，如何有效去除污染环境中的芳香族有机污染物成为污染治理的研究热 点之一。目前，去除水中芳香族有机污染物的主要技术有：有机萃取、化学试剂氧化还原、 光催化降解和高分子聚合材料吸附等。其中，有机萃取和化学试剂氧化还原分别存在消耗大 量有机溶剂和氧化还原二次污染的缺点；光催化降解虽然去除率高、去除芳香族有机污染物 种类多，但是在实际应用中存在工艺流程复杂，且需要进行强氧化处理等不足；高分子聚合 材料对芳香族有机污染物具有良好的吸附效果，但是其合成过程复杂，需要分散剂、交联剂、 引发剂和溶胀物质等，同样存在成本较高和二次污染的缺陷。粘土矿物作为组成黏土岩和土 壤的主要矿物，其对进入环境中的重金属和有机污染物的吸附作用受到了广泛关注和研究。 天然粘土矿物往往与一些可交换的碱金属和碱土金属(Na⁺和Ca²⁺)相结合，Na⁺和Ca²⁺的强 水合能力使得矿物表面表现出亲水性，从而不利于其对有机污染物的吸附去除。对天然粘土 矿物进行修饰改性，用烷基铵离子取代其中的无机阳离子，得到的有机-粘土矿物具有疏水表 面，能够与有机物发生强烈吸附作用，从而去除有机污染物。

蒙脱石作为粘土矿物中阳离子交换量最高的一类，其可交换的钙或钠被有机离子取 代后形成的有机-蒙脱石复合物被用于制备润滑石、油漆防沉剂和石油化工产品的添加剂。在 环境污染修复领域，通过修饰改性得到的有机-蒙脱石复合物去除污染物这一技术得到了较为 广泛的研究。Mortland和Boyd等研究了[(CH₃)₃-NR]⁺修饰后的蒙脱石对酚和氯酚的吸附效果， 结果表明R基团为长链烷基基团修饰后的蒙脱石(如：R＝C₁₆H₃₃)比未修饰或者短链基团修 饰的蒙脱石具有更强的吸附能力。但是，四甲基铵修饰后的蒙脱石(TMA-smectite)表现出 一些不同的吸附现象。其对苯的吸附能力大于水溶性更低，分子更大的1,2,4-三氯苯，且对苯 的吸附量大于十六烷基三甲基溴化铵(HTDMA)和四乙基铵(TEA)修饰的蒙脱石，这与前 面的规律不同。这种差异表明，修饰后的有机-蒙脱石复合物的吸附能力可能与交换的有机阳 离子的大小及其在蒙脱石上的排布情况有关，同时可能与被吸附的目标污染物也有关。因此， 有必要考察四甲基铵修饰后的蒙脱石(TMA-smectite)对一系列分子大小和水溶性各异的芳 香族有机污染物的吸附效果，为其在吸附去除水中芳香族有机污染物中的广泛应用提供技术 支持，从而实现对水中芳香族有机污染物经济高效、快速便捷、环境友好的去除与治理。

发明内容

本发明的目的是提供一种水中芳香族有机污染物特异选择性吸附材料的制备方法， 实现对水中芳香族有机污染物经济高效、快速便捷、环境友好的去除与治理。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种水中芳香族有机污染物特异选择性吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

a.钠型蒙脱石的制备

将天然蒙脱石加入到过量的氯化钠溶液中，室温下机械或磁力搅拌12～24小时，优 选的，搅拌时间为18小时，固液离心分离后，用与氯化钠溶液等体积量的去离子水冲洗蒙脱 石，连续3～5次，一般冲洗4次；

b.钠型蒙脱石的优化