[发明专利]一种改性海泡石及其制备方法和应用

说明书

本发明属于吸附材料领域，提供了一种改性海泡石及其制备方法和应用。改性海泡石由以下步骤制得：(1)将海泡石加入磷酸二氢钾溶液中搅拌；(2)将三氯化铁溶液加入到步骤(1)的混合液并维持搅拌；(3)调节混合液的pH并维持搅拌；(4)将反应完毕的海泡石经冲洗、抽滤、烘干、研磨、过筛后制得改性海泡石；制备方法成本低廉、简便易行，无须高温煅烧即可完成对海泡石的改性。本发明提供的海泡石能够用于吸附水体中的重金属，对镉的吸附效果极佳。

技术领域

本发明涉及吸附材料领域，尤其涉及一种改性海泡石的制备方法及应用。

背景技术

水体重金属污染属于严重的环境污染，其主要来源于人类生产活动，如采矿、电镀、冶炼等。这些重金属不可降解性，极易在水环境中积累，并通过食物链蓄积到人体内，直接危害人体健康。

常用的水体重金属去除方法有化学沉淀、离子交换、浮选法、膜分离法、电化学处理法、混凝-絮凝、吸附等。与其他方法相比，吸附法具有工艺成熟、处理效率高、环境友好等优点。近年来，作为一种储量巨大、来源广泛、以及具备一定吸附性能的材料，矿物材料如天然海泡石被用来改性制备成吸附剂。不但有效地去除了水体中的重金属离子，而且也实现了农业废弃物的资源化利用。

比如中国专利CN112354514A(公开日2021年02月12日)公开了一种用于吸附废水中重金属镉的碱刻蚀海泡石，该专利先用盐酸提纯天然海泡石作为纯化海泡石，再采用无水碳酸钠(Na₂CO₃)作为刻蚀剂、硝酸钠(NaNO₃)作为熔融盐，在高温下对纯化海泡石进行碱刻蚀，通过洗涤和干燥，最终制备得到碱刻蚀海泡石。但该改性方法需要经高温煅烧后才能够打通海泡石内孔道，生产能耗较高且工艺复杂，其公开的海泡石对重金属的吸附量也偏低。

因此，本领域亟需一种简便易行、能够在常温下完成对海泡石改性的海泡石改性方法，并且改性后的海泡石具有较好的吸附性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种改性海泡石及其制备方法和应用，采用磷酸二氢钾和三氯化铁对海泡石进行修饰，能够在常温下完成对海泡石的改性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种改性海泡石的制备方法，包含如下步骤：

(1)将海泡石加入磷酸二氢钾溶液中搅拌；

(2)将三氯化铁溶液加入到步骤(1)的混合液并维持搅拌；

(3)调节混合液的pH并维持搅拌；

(4)将反应完毕的海泡石经冲洗、抽滤、烘干、研磨、过筛后制得改性海泡石。

优选的，步骤(1)中海泡石的加入量为5～15g。

优选的，步骤(1)中磷酸二氢钾溶液浓度为0.7～1.0mol/L，磷酸二氢钾溶液加入量为120～150mL。

优选的，步骤(1)中反应温度为20～30℃，反应时间为0.5～1.5h，搅拌转速为200～400r/min。

优选的，步骤(2)中三氯化铁溶液浓度为1.2～1.8mol/L、三氯化铁溶液加入量为80～120mL。

优选的，步骤(2)中反应温度为20～30℃，反应时间为0.5～1.5h，搅拌转速为200～400r/min。

优选的，步骤(3)中采用1mol/L的氢氧化钠溶液调节新混合液pH至9.0～10.0。

优选的，步骤(3)中反应温度为20～30℃，反应时间为1～3h，搅拌转速为200～400r/min。

优选的，步骤(4)中将反应完毕的海泡石经去离子水冲洗3～5次。