[发明专利]一种改性蛭石吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性蛭石吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将蛭石粉混入水中，得蛭石浆，对其进行低温等离子体照射，得剥片蛭石浆；(2)将硅酸钠与磷酸混匀，得硅磷混合液；(3)将硅磷混合液与剥片蛭石浆混匀后进行低温等离子体照射，得初级吸附浆；(4)将环糊精加入初级吸附浆中，搅拌加热、干燥、研磨过筛，得改性蛭石吸附剂。本发明制备工艺简单，制备过程简便，无需使用强酸或柱撑剂就能实现蛭石有效剥片且可将有机化合物有效加载在蛭石片表面；适用于pH为1～13的水体环境，可有效去除生活垃圾渗滤液中99％COD、98％氨氮、98％Hg、99％Cd；所需原料种类少且来源广泛，价格低廉。

技术领域

本发明涉及改性蛭石吸附剂的制备方法，尤其涉及一种无需使用强酸或柱撑剂就能实现对蛭石进行改性的方法。

背景技术

随着工业化进程的加快和人类生活水平的提高，进入环境中的污染物种类和数量急剧增加(如水体中的COD、氨氮，重金属离子等)，一些顽固性的污染物将会对生态环境和人体健康产生不利影响。目前对环境中污染物的处理方法主要包括离子交换法、蒸发浓缩法、溶剂萃取法、吸附法等，吸附法具有吸附效率高、工艺设备简单、耗材便宜易得等优点，其中矿物吸附材料对环境污染物具有应用范围广、成本低、去除率高、操作简单、可循环使用的优点而被广泛应用。

蛭石与蒙脱石类似，是一种具有层状结构的硅铝酸盐矿物。因蛭石具有较好的膨胀性且其层间拥有较多的可交换的阳离子、阳离子交换性强、吸附容量大，同时蛭石在自然界中储量丰富，成本低廉。基于此，蛭石已被广泛地应用到环境污染治理领域。

由于原蛭石的吸附能力有限，为了提高蛭石对污染物的吸附容量，需要对蛭石进行改性。目前，对蛭石进行改性的方法主要包括无机改性和有机改性。无机改性的方法包括强酸改性和无机柱撑改性。对于强酸改性：在强酸酸化过程中，大量氢离子会占据蛭石表面的活性位点，引起蛭石表面的负电性下降和八面体结构坍塌。对于无机柱撑改性：需要在水浴及酸性环境下应用高分子聚合物或聚合羟基金属阳离子对蛭石进行插层，但存在柱撑剂价格较贵、蛭石插层效果差、羟基基团引入不稳定等问题。有机改性是将有机化合物通过键合作用将有机分子固定在蛭石的矿物层间或表面上，然而有机改性技术对有机化合物种类要求较高且需要通过添加其它辅助性的有机化合物激活键合作用。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种工艺操作简单、成本低的改性蛭石吸附剂的制备方法，且无需使用强酸或成本较高的柱撑剂。

技术方案：本发明所述的一种改性蛭石吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将蛭石粉混入水中，得蛭石浆，对其进行低温等离子体照射，得剥片蛭石浆；

(2)将硅酸钠与磷酸混匀，得硅磷混合液；

(3)将硅磷混合液与剥片蛭石浆混匀后进行低温等离子体照射，得初级吸附浆；

(4)将环糊精加入初级吸附浆中，搅拌加热、干燥、研磨过筛，得改性蛭石吸附剂。

其中，所述步骤(1)中的蛭石粉是将蛭石研磨后过200～400目筛得到的，蛭石粉与水的固液比为1:2～4；低温等离子体照射时间为0.5～1.5h，放电方式为电弧放电，放电气氛为空气，放电电压为5～50kV。

所述步骤(2)中硅酸钠与磷酸的摩尔比为1～3:1。

所述步骤(3)中硅磷混合液与剥片蛭石浆的体积比为5～26:100，进一步优选为5～25:100；低温等离子体照射时间为0.5～1.5h，放电方式为电弧放电，放电气氛为空气，放电电压为5～50kV。

所述步骤(4)中环糊精与初级吸附浆的固液比为4.5～15.5:100，进一步优选为5～15:100；加热时间为0.5～1.5h，加热温度为50～150℃。