[发明专利]一种蒙脱土/壳聚糖复合污水处理剂及制备与应用

说明书

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种蒙脱土/壳聚糖复合污水处理剂及制备与应用。本发明首先通过改性剂阳离子表面活性剂对蒙脱土进行改性，增加蒙脱土土的层间距，使蒙脱土有机化，其层间可交换的阳离子被表面活性剂替换；然后加入丙烯酰胺，采用原位插层聚合方式，制得改性蒙脱土/聚丙烯酰胺复合物；进一步通过接枝共聚的方式，使壳聚糖与聚丙烯酰胺接枝，得到脱土/壳聚糖复合污水处理剂，该污水处理剂兼具有絮凝、金属离子吸附及水溶性有机物脱除等诸多功能，用于处理废水，简单易行、成本低、效果好、二次污染小。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种蒙脱土/壳聚糖复合污水处理剂及制备与应用。

背景技术

蒙脱土(MMT)又名胶岭石或微晶高岭石。是一类含水且具有层状结构的无机硅铝酸盐矿物，为膨润土矿的主要矿物组分。其主要成分为Al₂O₃、SiO₂、MgO和Fe₂O₃等。白色微带浅灰色，含杂质时呈浅黄、浅绿、浅蓝色，土状光泽或无光泽，有滑感。从晶格结构来看，蒙脱土属单斜晶系，多为微晶，由两层硅氧四面体中间夹着一层铝氧八面体组成，集合体呈土状或颗粒状。

在蒙脱土的晶体结构中，其八面体中的Al³⁺和四面体中的Si⁴⁺容易被其他一些低价阳离子部分或全部置换，因此天然蒙脱土常带有负电荷。除此之外，蒙脱止还具有阳离子交换性、胶体化学性等化学性质。物理性质主要是在水中的溶胀作用，蒙脱土吸水后其体积可膨胀数倍，变为糊状物，受热脱水后体积收缩，具有较强的吸附力和阳离子交换性能。我国的蒙脱土储量丰富，价格低廉。它具有天然纳米特性，有着大的比表面积、高的离子交换容量和较强的吸附性能，然而天然蒙脱土要作为吸附材料广泛应用尚需对其进行改性处理，增大其比表面积和层间距来提高吸附量。

改性方法按改性剂种类的不同大致分为无机改性、有机改性以及有机-无机复合改性三大类。蒙脱土的无机改性主要是通过溶出层间无机阳离子(以可溶盐的形式)及离子交换实现，改性后蒙脱土的层间距及热稳定性增加，常用于催化剂及吸附材料的制备，目前无机改性主要有酸改性和无机盐改性。蒙脱土层间因夹杂有大量的无机离子而表现强亲水性，在有机体系中分散性差且易团聚，当蒙脱土用于有机体系中时必须对其进行有机改性，提高其有机相容性。目前常用的有机改性有偶联剂改性、季铵盐改性、氨基酸改性，聚合物改性等。

由于单纯无机或有机改性蒙脱土的结构及性能不够理想，为了提高蒙脱土的应用价值，拓宽其应用领域，已有研究者利用无机-有机复合改性剂对蒙脱土进行改性，并取得了良好的效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足与缺点，本发明的首要目的在于提供一种蒙脱土/壳聚糖复合污水处理剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的脱土/壳聚糖复合污水处理剂。

本发明的再一目的在于提供上述脱土/壳聚糖复合污水处理剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种蒙脱土/壳聚糖复合污水处理剂的制备方法，包含如下步骤：

(1)将蒙脱土与水混合，搅拌，得到蒙脱土悬浮液；

(2)在步骤(1)制得的蒙脱土悬浮液中加入改性剂，50～80℃搅拌反应30～60min，固液分离，洗涤，干燥，得到改性蒙脱土；

(3)将步骤(3)制得的改性蒙脱土与乙酸溶液混合分散均匀，然后加入丙烯酰胺及引发剂，70～80℃搅拌反应0.5～1h，得到含有改性蒙脱土/聚丙烯酰胺复合物的悬浮液；

(4)在步骤(3)制得的含有改性蒙脱土/聚丙烯酰胺复合物的悬浮液中加入壳聚糖，50～60℃搅拌反应2～3h，干燥，得到蒙脱土/壳聚糖复合污水处理剂；