[发明专利]铝改性蒙脱石除氟材料制备及应用方法

摘要

本发明涉及一类新型除氟材料的制备和应用方法。这类材料是以蒙脱石矿物为原料,通过铝“柱撑”和表面改性制得,在偏酸性条件下具有吸附氟阴离子的能力,特点是成本低、氟吸附容量大、除氟率高,适用面广。此类材料在25℃,样品用量含氟量=700∶1,pH=4－5,吸附时间=5小时条件下除氟效率最佳。

主权项

1．一种铝改性蒙脱石的制备方法，其特点是将氧化膜技术和“柱撑”技术相结合(不是单纯的柱撑或制备铝氧化膜)，使制备的铝改性蒙脱石具有比表面积大、层间距大、层间或层间和表面均存在不同形式铝成分的特点，具体制备方法如下：1)将蒙脱石粉碎后过200目筛，加蒸馏水制成悬浮液，静置8小时后提取10cm深度以上悬浮液，离心干燥后得到粒度小于2μ的较纯蒙脱石；2)钙基蒙脱石的钠化(钠基脱石免去此步骤)，钠化方法如下：①将钙基蒙脱石加蒸馏水配成100g/L浓度的悬浮液，按10g/L加入Na2CO3使之充分水化分散②用HCl调pH=6；③加入0.5N的NaCl溶液；④静置24小时后离心，烘干；3)制备铝改性液，方法如下：①先取浓度为0.2mol/L的AlCl3水溶液，再按m=[OH-]/[Al3+]=2.4左右的比例取浓度为lmol/L的NaOH碱液；②在不断搅拌的情况下，将碱液滴入AlCl3水溶液中，并将反应温度控制在60℃左右；③反应结束后继续搅拌2小时，然后在60-70℃温度下陈化2天即得到铝改性液；4)蒙脱石改性，方法如下：①将钠蒙脱石配成浓度为4.5g/L的悬浮液，再按铝改性液∶蒙脱石=10mmol∶：1g的比例取相应数量的铝改性液；②将改性液不断滴入钠蒙脱石悬浮液中并不断搅拌，反应温度控制在80℃左右，滴完改性液继续搅拌2小时，然后在60℃温度下陈化2大；③将混合液离心后弃去清液并在80℃温度下干燥，便得到层间“柱撑”并在表面吸附有铝改性离子(Keggin离子)的改性蒙脱石，记为Al13PMt；如用蒸馏水离心清洗样品数遍后在80℃温度下干燥，得到的则是仅层间“柱撑”有Keggin离子的改性蒙脱石，记为Al13PMt-1；④把Al13PMt和Al13PMt-1在350℃温度下焙烧2小时，可使Keggin离子在蒙脱石层间形成Al2O3“柱”，受热分解的反应式为：这样制得的改性蒙脱石分别为层间“柱撑”有Al2O3并在表面形成Al2O3膜的改性蒙脱石(记为Al2O3PMt)和仅层间“柱撑”有Al2O3的蒙脱石，记为Al2O3PMt-1；Al13PMt、Al13PMt-l、Al2O3PMt和Al2O3PMt-1四种类型的改性蒙脱石均可作为除氟材料。