[發明專利]一種層間硅烷改性膨潤土及其應用

無效

• 申請號: 201210559276.4
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103203217A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 童東紳;周春暉;俞衛華;倪宏杰
• 申請（專利權）人: 余姚市浙工大技術轉移中心;浙江工業大學
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

技術領域

本發明涉及一種層間有機硅烷改性膨潤土及其作為吸附劑在含銅廢水中的應用。?

背景技術

環境污染問題已成為當今世界最為關注的焦點。污染環境水質的重要污染源是工業廢水中的重金屬離子，在環境污染方面所說的重金屬，主要包括汞、鎘、鉛以及金屬砷等生物毒性顯著的重金屬，也包括具有毒性的重金屬銅、鋅、鈷、鎳等。煤礦、金屬硫化物礦、鐵礦、冶金、電鍍等生產企業排放的廢水，是污染水環境的含金屬離子廢水的主要來源。特別像電鍍行業，除了鍍件要求的電鍍銅之外，鍍銅層常作為鍍鎳、鍍錫、鍍鉻、鍍銀、鍍金的底層，以提高基體金屬與表面鍍層的結合力和鍍層的防腐蝕性能，由此可見，含銅廢水在電鍍行業中十分普遍。因而，如何安全而有效地處理廢水中的銅等重金屬離子對環境的治理及人類的可持續發展具有重要意義。?

目前，對于含重金屬離子廢水的處理主要采用化學法、離子交換法、膜分離法、生物法、吸附法等。化學法可分為中和沉淀法、硫化物沉淀法和電化學法。中和沉淀法特點是在去除重金屬離子的同時能中和各種酸及其混合液，由于受到pH值及廢水中氰、銨等絡合離子的影響，對混合廢水的出水效果不好，沉渣量大，出水硬度高，會使土壤、水體堿化；硫化物沉淀法雖然pH值范圍較寬，但硫化物沉淀細小，不易沉降形成二次污染，且硫化劑本身有毒，價格昂貴，亦限制了它的應用。離子交換法通常所使用的離子交換樹脂雖然其具有選擇性好、吸附容量大、快速等優點，但其價格昂貴，目前仍然停留在試驗階段。?膜分離技術對含重金屬離子廢水有較好的處理效果及無二次污染等優點，但是其處理價格比較昂貴，亦限制了該工藝的廣泛應用；生物法在應用上具有較多優點，如綜合處理能力較強，處理方法簡便等，然而生物處理法存在著功能菌繁殖速度和反應速率慢，處理水難以回用的缺點。因此，吸附法由于具有吸附工藝簡便、環境友好等特點，已成為近年來水處理研究的重點之一。?

吸附法處理含銅廢水的關鍵是高效吸附劑的開發，近年來，研究人員在這方面進行了較為廣泛的研究。Hui等（Hui?K?S,Chao?C?Y?H.Journal?of?Hazardous?Materials,2005,127(3),89-101.）發現4A沸石對多種金屬離子（Co²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Zn^2＋、Ni^2＋）有很好的吸附性能，尤其是對Cu^2＋的吸附性能最佳。為了提高材料的吸附性能，人們進一步進行了改性的研究。Rengaraj等（Rengaraj?S,Kim?Y.Journal?of?Colloid?and?Interface?Science,2004,273(1):14-21.）通過對多孔滲水性釩土進行氨化和質子化改性后，實現了對含銅的質量濃度為100mg/L的廢水去除達到95%。Walcarius等人（Walcarius?A,Lüthi?N,Blin?J?L,Su?B?L,Lamberts?L.Electrochimica?Acta,1999,44(25),4601-4610.）研究發現，對MCM-41的表面進行氨基（NH₂-）改性得到的材料對Cu²⁺具有良好的選擇吸附性能，可以對水中的Cu²⁺進行跟蹤定量檢測。Liu等人（Liu?A?M,Hidajat?K,Kawi?S,Zhao?D?Y.Chemical?Communications,2000,13,1145-1146.）亦發現，對SBA-15的孔道表面進行氨基改性后，通過其對Hg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺等幾種重金屬離子的吸附研究，發現該材料對Cu²⁺有很好的吸附性能，Cu²⁺去除率達到99.8%。最近，李愛陽等（李愛陽,褚宏偉.材料保護,2004,37(6):37-41.）通過對斜發沸石的改性研究發現，其對Cu²⁺的吸附能力明顯提高，并同時可去除鋅、鎘、鉛等重金屬離子。上述的研究表明，眾多多孔材料對Cu²⁺都具有一定吸附性能，特別是對材料的表面進行氨基化的處理后，吸附性能有極大的提高。然而，由于一般多孔材料的合成價格較高，限制了該類材料的廣泛應用，因此，對于價格低廉的高?效吸附材料還有待于進一步開發。?