[發明專利]一種兼具吸附功能的抗鹽耐污型膨潤土的制備方法

有效

• 申請號: 201410247700.0
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104030308A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 祝建中;胡志強;丁瑩;韓剛;朱志芳
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C01B33/40
• 分類號: C01B33/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈振濤

技術領域

本發明屬于膨潤土材料深加工技術領域，具體涉及一種兼具吸附功能的抗鹽耐污型膨潤土的制備方法。

背景技術

膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的黏土礦物，具有很強的吸濕性，能夠吸收相當于自身體積8～20倍的水而膨脹至30倍，同時還有較強的粘結性、密實性、自我修復性和離子交換性等特點，因此被廣泛應用于冶金業、防滲工程、水處理等領域。但是，自然界中膨潤土多為鈣基，其膨脹性和吸附能力明顯不如鈉基，所以膨潤土的鈉化改性是膨潤土深加工領域內的一項重要研究。

鈉化改性后的膨潤土比表面積和吸附性能都會大幅增加，對廢水中的重金屬、有機物等污染物具有較好的吸附去除效果。常用的鈉化方法有干法、半干法、濕法等。

鈉化改性后的膨潤土吸藍量、膨脹性能和粘結性也會有大幅提升，但是在鹽(海)水和污水中膨潤土分子結構中層與層間的水分子首先與鹽(海)水或污水中的含有大量電解質的雜物起反應，使其分子結構被破壞或分子結構間不能形成連接從而導致其膨脹指數和黏度大大降低，防滲性能明顯下降。因此，僅通過鈉化改性的膨潤土對鹽(海)水、污水的適應能力還很差。

由于抗鹽性膨潤土在鹽(海)水或污水中能保持其固有的結構，從而使其粘性和膨脹性能不會發生明顯的變化，所以，本發明的重點是尋求一種吸水性強、黏度高的聚合物，該聚合物能把膨潤土分子結合到一起，防止其結構被破壞，進而把膨潤土分子結構連接起來以保持膨潤土的粘性和膨脹性，從而提高其在鹽(海)水、污水中的防水能力。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種兼具吸附功能的抗鹽耐污型膨潤土的制備方法。

技術方案：本發明提供的一種兼具吸附功能的抗鹽耐污型膨潤土的制備方法，包括以下步驟：

(1)鈉化：將天然鈣基膨潤土碾磨后過50-150目篩，加入鈉化試劑水溶液，50～90℃攪拌鈉化反應1-4h，干燥得鈉基膨潤土；

(2)改性：將步驟(1)制得的鈉基膨潤土碾磨后過150-250目篩，烘干后與改性劑常溫混合，即得。

步驟(1)中，所述天然鈣基膨潤土中蒙脫石含量在50％以上、膠質價在45ml/15g以上、膨脹指數在6ml/2g以上。

步驟(1)中，所述鈉化試劑選自碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氯化鈉、碳酸鈉和氟化鈉中的一種或幾種；所述鈉化試劑水溶液的質量百分比濃度為5％～20％；鈉化試劑和天然鈣基膨潤土的質量比為(25～40)：100。

步驟(2)中，改性劑與鈉基膨潤土的質量比為(1-10):100。

步驟(2)中，所述改性劑選自聚丙烯酰胺、聚乙二醇、羥乙基纖維素、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、焦磷酸鈉和聚丙烯酸鈉中的一種或幾種的混合物。

優選地，當改性劑為焦磷酸鈉或聚丙烯酰胺時，焦磷酸鈉或聚丙烯酰胺與鈉基膨潤土的質量比為(1-5):100；當改性劑為羧甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素時，羧甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素與鈉基膨潤土的質量比為(2-7):100；當改性劑為聚乙二醇或聚乙烯醇時，聚乙二醇或聚乙烯醇與鈉基膨潤土的質量比為(2-6):100；當改性劑為聚丙烯酸鈉時，聚丙烯酸鈉與鈉基膨潤土的質量比為(2-8):100。

有益效果：本發明首先用鈉化試劑采用半干法對天然鈣基膨潤土進行鈉化改性以提高膨潤土的比表面積和離子交換能力，再用改性劑通過物理摻雜的方式使其與鈉化改性后的膨潤土原料混合均勻來提高其在復雜水體中的膨脹性能，制得吸附性能好、抗鹽耐污能力強的高膨脹性能的膨潤土防水材料。采用本方法制備的膨潤土膨脹性良好且兼具抗鹽耐污性能和吸附性能，既可用于高鹽度、復雜水體的地下防滲工程，還能用來處理污染水體中的重金屬離子和有機污染物。

具體而言，本發明相對于現有技術具有以下突出的優勢：

1、本發明具有方法簡單、成本低、便于推廣等優點，所用改性劑廉價易得、無毒無害；

2、本發明方法制得的膨潤土具有膨脹性能好、抗鹽耐污性強、吸附能力良好等特點，可用于高鹽度、復雜性水體的地下防滲工程，以及污染水體中重金屬離子和有機物的去除。

具體實施方式

天然鈣基膨潤土分布廣泛且廉價易得，本發明選用蒙脫石含量在50％以上、膠質價在45ml/15g以上、膨脹指數在6ml/2g以上的天然鈣基膨潤土。