[发明专利]一种改性除磷膨润土及其制备方法

说明书

本发明属于膨润土技术领域，具体公开了一种改性除磷膨润土及其制备方法。本发明制备得到的改性除磷膨润土由以下原料制成：膨润土，水，碳酸钠，氢氧化钠水溶液，氯化铝水溶液和氯化镧水溶液。所述改性除磷膨润土，在镧改性后与柱撑剂结合，层间的镧由于在孔道内可激发纳米介孔材料量子效应，镧和磷的反应更快更充分，吸附性能优异，能够有效去除废水中的磷，实现绿色环保理念。

技术领域

本发明属于膨润土技术领域，具体涉及一种改性除磷膨润土及其制备方法。

背景技术

近些年，随着我国工农业的不断发展，城市生活水平的提高，工农业和生活污水排放量增加，水污染问题也愈发严重，许多自然水体都出现了富营养化现象。含磷废水按照其来源可以分为农牧业废水、生活废水、工业废水。其中农牧业废水主要涉及到农作物种植施肥，家畜禽、水产养殖。生活废水主要涉及人类生活中排泄物、食物以及洗涤排磷。工业废水主要为食品加工、化肥生产、制药、金属加工等在生产加工过程中产生的各种含磷废水。

废水中磷通常以正磷酸盐、次磷酸盐以及有机磷等多种形式混合存在，由于其产生来源复杂，不同行业不同来源的废水包含污染物种类不同，磷的形式及含量也会有较大的差别。常见的含磷废水往往包含有有机物、重金属盐等多种污染物。水体中适当浓度的磷对水生物生长有促进作用，但一旦超过一定浓度导致水体富营养化便会引起藻类等大量繁殖，从而形成水华现象，藻类死亡后，又有大量微生物分解尸体降低水中溶氧导致水生物死亡，最终加速水体水质变坏。

目前，用于污水中磷的去除方法主要有化学沉淀法、生物法、膜技术法和吸附法等，在实际应用中选择合理有效的方法十分重要。其中，吸附法具备产生污泥少，设备简单和操作方便等优点。采用吸附法除磷主要是寻找一种环境友好、高效且廉价的吸附剂。吸附剂是指能有效从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。吸附剂一般有大的比表面积、适宜的孔道结构及表面结构、对吸附质有强烈的吸附能力、不与吸附质和介质发生化学反应等特征。目前常用于废水除磷的吸附剂有膨润土、活性炭和高岭土等。

膨润土是以蒙脱石为主要矿物的粘土岩，蒙脱石由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成，形成独特的曾片状结构，具有吸附性和阳离子交换性能，膨润土在化工行业享有万能粘土之称，所以广泛应用于各个工业领域。但是，天然膨润土对磷的吸附能力较弱，因此需要对其改性提高除磷能力。

在天然状态下，膨润土孔道常常被杂质堵塞，孔道间相互连通的程度较差，这很大程度上限制了膨润土的吸附能力。膨润土改性需要完成层间离子交换，然而碳酸镧的溶解度低于碳酸钠和碳酸钙，想直接采用天然原矿来进行镧改性基本不可能。

水体中的磷多形态存在，膨润土只对其中一两种具有较好的吸附。而镧可以和多种形态的磷反应生成沉淀，因此考虑用镧改性膨润土。

发明内容

本发明旨在提供一种吸附性能好，能够有效去除废水中的磷，以实现绿色环保理念的改性除磷膨润土的制备方法，解决当前技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种改性除磷膨润土的制备方法，包括如下步骤：

(1)向膨润土粉末中加入水进行打浆，加入碳酸钠搅拌，离心得到改性膨润土；

将1-3mol/L的氢氧化钠水溶液和1-3mol/L氯化铝水溶液混合反应，得到羟基铝柱撑剂；所述氢氧化钠和所述氯化铝的摩尔比为2.4-3.2：1；

(2)对所述改性膨润土浆料进行加热，加入所述羟基铝柱撑剂，搅拌，加入氯化镧水溶液，继续搅拌得到改性浆料；

(3)对所述改性浆料进行压滤，制得所述改性除磷膨润土。

优选地，所述步骤(1)中，膨润土为钙基膨润土、钠基膨润土和锂基膨润土中的一种或多种。

优选地，所述步骤(1)中，所述膨润土粉末的颗粒大小为100-200目。