[發(fā)明專利]一種兩性-Gemini型陽離子復(fù)合吸附劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310680769.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN103752274A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟昭福;鄧晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/32;C02F1/28;C02F1/62;C02F101/30
• 代理公司: 西安西交通盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 61217
• 代理人: 陳翠蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于對(duì)環(huán)境的處理領(lǐng)域，具體涉及一種兩性-Gemini型陽離子復(fù)合吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

由于工業(yè)廢水排放、城市垃圾廢棄物的填埋處置、污水污灌、污泥土地利用、農(nóng)藥使用以及大氣沉降等多因素的影響，環(huán)境中有機(jī)物（如苯、苯酚、苯胺、多環(huán)芳烴類、有機(jī)殺蟲劑、農(nóng)藥等的一種或多種）、重金屬陰離子（如砷酸鹽、鉻酸鹽等的一種或多種）共存的復(fù)合污染已經(jīng)成為環(huán)境污染的主要形式，這些污染物既可以造成土壤、水生態(tài)環(huán)境的惡化，還可能通過陸生、水生生物的吸收累積而進(jìn)入食物鏈，從而對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。

通過吸附劑的吸附作用去除環(huán)境中有機(jī)物、重金屬離子污染物是環(huán)境保護(hù)的一類重要方法。新型吸附劑的開發(fā)主要是針對(duì)提高吸附劑對(duì)目標(biāo)物（欲吸附的物質(zhì)）的吸附能力。環(huán)境中的有機(jī)污染物和重金屬陰離子的性質(zhì)是相反的，有機(jī)污染物大多是非極性物質(zhì)，在水中溶解度不大且易于被非極性吸附劑所吸附，而重金屬陰離子主要是極性物質(zhì)，在水中溶解度較大且易于被極性吸附劑所吸附，而當(dāng)前用于水中污染物處理的天然吸附劑具有單一性，也就是用于吸附有機(jī)物的吸附劑對(duì)重金屬離子吸附較差，而用于吸附重金屬離子的吸附劑也不適用于吸附有機(jī)污染物。因此，針對(duì)當(dāng)前污染的現(xiàn)狀，開發(fā)具有良好的重金屬、有機(jī)污染物同時(shí)吸附能力的吸附劑具有十分重要的意義。

采用化學(xué)物質(zhì)提高吸附劑吸附能力的良好方法。專利201010155426.6采用兩性表面活性劑對(duì)土壤、膨潤土、蛭石等天然吸附劑進(jìn)行修飾，利用兩性表面活性劑結(jié)構(gòu)上同時(shí)具有疏水性基團(tuán)和兩個(gè)分別帶正負(fù)電荷親水基團(tuán)的特征，使得兩性表面活性劑的正電端吸附在土壤表面上以對(duì)土壤進(jìn)行修飾，一方面利用兩性表面活性劑電性配位基團(tuán)增加對(duì)重金屬陽離子的吸持作用，另一方面兩性表面活性劑本身含有的疏水基團(tuán)仍保持一定的對(duì)有機(jī)污染物的吸附作用，可以達(dá)到同時(shí)吸附有機(jī)物、重金屬復(fù)合污染。但該方法還有不足，采用兩性表面活性劑進(jìn)行修飾，與原土相比較，對(duì)重金屬陽離子、有機(jī)物地吸附增加的幅度大約分別在1.0～2.5倍、4.0～8.3倍左右，還有待于提高。但沒有作者研究兩性表面活性劑進(jìn)行修飾土壤對(duì)重金屬陰離子、有機(jī)物的同時(shí)吸附。

有人研究了BS-18（十八烷基二甲基甜菜堿）對(duì)膨潤土（張斌,孟昭福,李婷，兩性修飾膨潤土對(duì)苯酚吸附的動(dòng)力學(xué)研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2012,30(3):200-4；李婷,孟昭福，張斌.兩性修飾膨潤土對(duì)苯酚的吸附及熱力學(xué)特征[J].環(huán)境科學(xué),2012,33(5):1632-8.）和婁土（秦普學(xué),孟昭福*,鄭萍英,et?al.長鏈兩性修飾土對(duì)Cd2+吸附動(dòng)力學(xué)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2010,29(6):1105-10.）進(jìn)行修飾吸附苯酚和Cd²⁺，以BS-12（十二烷基二甲基甜菜堿）對(duì)膨潤土（孟昭福,李婷,楊淑英,et?al.BS-12兩性修飾膨潤土對(duì)Cd（II）的吸附[M].第五屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì).中國，南京.2013:142-9）修飾對(duì)Cd²⁺的吸附，結(jié)果顯示對(duì)苯酚的吸附均隨BS-18或BS-12修飾比例增大而增強(qiáng)，對(duì)Cd²⁺的吸附隨BS-12修飾比例的增加而減小。

有人研究了0.5CEC和1.0CEC修飾比例的BS-12與0.25CEC和0.50CEC修飾比例的CTMAB復(fù)配（白俊風(fēng),孟昭福,劉源輝,et?al.兩性-陽離子復(fù)配修飾塿土對(duì)苯酚的吸附[J].中國環(huán)境科學(xué),2010,30(10):1389-94.），對(duì)婁土進(jìn)行修飾后對(duì)苯酚進(jìn)行吸附的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)配修飾與BS-12修飾婁土比較能夠增加對(duì)苯酚的吸附，但吸附的總量較小。

現(xiàn)有采用兩性表面活性劑進(jìn)行修飾，與原土相比較，雖然對(duì)重金屬陽離子、有機(jī)物地吸附增加的幅度大約分別在1.0～2.5倍、4.0～8.3倍左右，但由于原土對(duì)于重金屬陰離子和有機(jī)物的吸附能力十分微弱，因此上述兩性修飾土對(duì)于有機(jī)污染物和重金屬陰離子的吸附能力增加較小，吸附能力依然較差。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種兩性-Gemini型陽離子復(fù)合吸附劑及其制備方法，利用兩性表面活性劑與Gemini型陽離子表面活性劑復(fù)合對(duì)膨脹性粘土礦物進(jìn)行修飾，使其對(duì)有機(jī)污染物和重金屬陰離子同時(shí)具有良好的吸附。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種兩性-Gemini型陽離子復(fù)合吸附劑，該復(fù)合吸附劑為經(jīng)過兩性表面活性劑和Gemini型陽離子表面活性劑修飾的膨脹性粘土礦物。

所述兩性表面活性劑為烷基二甲基甜菜堿。