[发明专利]一种改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球及其制备方法和作为吸附材料的应用

说明书

本发明公开了一种改性膨润土‑海藻酸钠复合凝胶球及其制备方法和作为吸附材料的应用。将天然膨润土依次进行清洗预处理和有机改性处理，得到有机改性膨润土；将有机改性膨润土与聚乙烯醇加入至海藻酸钠溶液中搅拌形成粘稠状液体；将粘稠状液体制成凝胶球并置于含氯化钙的饱和硼酸溶液中进行硬化处理，即得改性膨润土‑海藻酸钠复合凝胶球；该制备方法简单、成本低，且所得复合凝胶球对邻苯二甲酸酯类化合物具有较好的吸附效果，同时具有较好的机械性能及固体颗粒状形貌，易于固液分离，有利于吸附材料的回收和循环利用，可广泛应用于各种含邻苯二甲酸酯类化合物有机废水的处理。

技术领域

本发明涉及一种吸附材料，特别涉及一种用于有机废水中邻苯二甲酸酯类物质吸附的改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球材料，还涉及其制备方法和应用，属于有机污染废水处理吸附材料制备技术领域。

背景技术

邻苯二甲酸酯类物质(PAEs)作为增塑剂被广泛应用于塑料制品的生产和加工等过程。但其容易从产品中逸出，暴露至外环境，并通过空气、食物、饮水以及与含有该物质的化妆品、玩具等产品的皮肤接触等途径不断富集于生物体中，干扰生物体内分泌系统和生理能力，产生致畸性、致癌性和致突变性效应，危害生物体健康。其中，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是使用最广泛的增塑剂之一，也是世界范围内各种环境介质中邻苯二甲酸酯的主要成分，已成为全球性最普遍存在的污染物之一。

目前，对环境中邻苯二甲酸酯最常用的处理方法主要有生物降解法、高级氧化法、吸附法等，其中吸附法因工艺和操作简单、效率高、占地较小等优势，最为实用。但目前报道的吸附材料主要为活性炭、碳纳米管、MOFs、石墨烯等高成本材料。

膨润土具有很大的比表面积、良好的吸附性能和离子交换能力，且膨润土无毒、无味、资源丰富、价格低廉，是一种对环境无害的天然吸附剂。但对于疏水性邻苯二甲酸酯的吸附能力有限，且天然膨润土为粉末状，且具有吸水膨胀性，不易进行固液分离，在实际应用中有一定的局限性。因此，研发一种集高效、廉价、可再生为一体的邻苯二甲酸酯吸附剂是当前研究的发展趋势。

发明内容

针对现有技术中的常用的邻苯二甲酸酯类化合物吸附材料成本高，而廉价的天然膨润土吸附材料难以吸附疏水性邻苯二甲酸酯类化合物以及难以分离回收等技术问题，本发明的第一个目的是在于提供一种改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球材料，该材料不但对邻苯二甲酸酯类化合物具有较好的吸附效果，而且具有较好的机械性能，具有固体颗粒状形貌易于固液分离，有利于材料的回收和循环利用。

本发明的第二个目的是在于提供一种改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球材料的制备方法，该方法采用膨润土和海藻酸钠作为主要原料，两者均是廉价、来源广的天然环境友好材料，且制备工艺简单，与常用的吸附材料相比具有明显的成本优势，有利于扩大生产。

本发明的第三个目的是在于提供一种改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球材料作为邻苯二甲酸酯类化合物吸附材料的应用，改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球材料适应的pH范围较广，对各种类型有机废水的适应性强，且在室温下即可达到较好的吸附效果无需额外消耗能量，改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球材料为固体颗粒状材料，具有一定的机械强度，易于在吸附处理后分离回收，可广泛应用于各种含邻苯二甲酸酯类化合物有机废水的处理。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球的制备方法，该制备方法是将天然膨润土依次进行清洗预处理和有机改性处理，得到有机改性膨润土；将有机改性膨润土与聚乙烯醇加入至海藻酸钠溶液中搅拌形成粘稠状液体；将粘稠状液体制成凝胶球并置于含氯化钙的饱和硼酸溶液中进行硬化处理，即得改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶球。

作为一个优选的技术方案，所述清洗预处理的过程为：将天然膨润土分散至水中后，搅拌8～12h，静置沉淀8～15min，将上清液经过离心处理，离心处理所得固体物经过干燥和研磨，得到洗净膨润土。对膨润土原土进行清洗，以去除原土中的石英、长石、碳酸盐等砂质矿物和其他杂质，提高膨润土纯度。