[发明专利]一种用于吸附重金属的巯基修饰黏土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于吸附重金属的巯基修饰黏土及其制备方法，所述方法包括以下步骤：将钠基蒙脱土和钙基蒙脱土混合制备成黏土混合物；将浓硫酸与水混合稀释成为稀硫酸溶液；将稀硫酸溶液与黏土混合物混合，并平衡老化，制备得到酸化黏土混合物；将巯丙基三甲氧基硅烷、乙醇和去离子水混合制备得到巯基硅烷溶液；将巯基硅烷溶液与酸化黏土混合物混合，反复搅拌；收集反应产物并进行烘干，研磨后即得到巯基修饰黏土。本发明制备的巯基修饰黏土吸附能力强、吸附速率快、无二次污染、适用范围广，同时制备方法简单、成本较低，适宜于大规模推广应用。

技术领域

本发明属于重金属吸附材料的制备技术领域，具体地说，涉及一种用于吸附重金属的巯基修饰黏土及其制备方法。

背景技术

重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，随着工农业生产的发展，大量重金属被排放到环境中。据不完全统计，目前全世界平均每年排放汞约1.5万吨，铜约340万吨，铅约500万吨，锰约1500万吨，镍约100万吨等，使很多区域的重金属浓度明显高于背景值。重金属进入环境后不能被生物降解，而往往是参与食物链循环，并最终在生物体内积累，破坏生物体的正常生理代谢活动，进而危害人体健康。废水中重金属离子处理方法常用的有：1)化学沉淀法、2)吸附法、3)气浮法、4)氧化还原法、5)离子交换法、6)膜分离法等。这些方法中以化学沉淀法和吸附法应用最为广泛。

我国具有丰富的黏土矿物资源，利用该优势开发重金属吸附材料，具有显著的优越性。

现有的处理废水中重金属的方法中吸附法具有良好的效果，而吸附材料是影响吸附效果的最核心的因素。目前普遍应用的无机类吸附材料，其经济成本以及对重金属的饱和吸附量、特异选择性、稳定性等性能都有待于进一步提升。研发新型重金属吸附材料对于水体和土壤重金属的治理与修复都具有重要的科学意义和经济价值。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于吸附重金属的巯基修饰黏土及其制备方法，该方法工艺简单、成本低、适用范围广、无二次污染且使用安全。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于吸附重金属的巯基修饰黏土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将钠基蒙脱土和钙基蒙脱土混合制备成黏土混合物；

步骤2、将浓硫酸与水混合稀释成为稀硫酸溶液；

步骤3、将稀硫酸溶液与黏土混合物混合，并平衡老化，制备得到酸化黏土混合物；

步骤4、将巯丙基三甲氧基硅烷、乙醇和去离子水混合制备得到巯基硅烷溶液；

步骤5、将巯基硅烷溶液与酸化黏土混合物混合，反复搅拌；

步骤6、收集反应产物并进行烘干，研磨后即得到巯基修饰黏土。

可选地，所述步骤1中的钠基蒙脱土和钙基蒙脱土的质量比为2:1-1:2。

可选地，所述步骤2中的浓硫酸与水的体积比为1:3-1:8。

可选地，所述步骤3中的稀硫酸溶液与黏土混合物的体积质量比(g/ml)为1:8-1:12，平衡老化时间为100-140min。

可选地，所述步骤4中的巯丙基三甲氧基硅烷、乙醇和去离子水的体积比(ml/ml/ml)为1:0.5-1.5:3-8。

可选地，所述步骤5中的巯基硅烷溶液与酸化黏土混合物的体积质量比(g/ml)为1:8-1:12；搅拌时间为5.5-6.5小时。

可选地，所述步骤6中的烘干时间为60-70℃

根据本申请的另一个方面，本申请还公开了一种由上述的制备方法制备得到的用于吸附重金属的巯基修饰黏土。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：