[發(fā)明專利]一種改性海泡石及其制備方法與應(yīng)用在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201510174799.0 | 申請(qǐng)日： | 2015-04-13 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN104888748A | 公開（公告）日： | 2015-09-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊仁黨;程崢;楊飛 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J21/16 | 分類號(hào)： | B01J21/16;B01J35/10;B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/78 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 改性 海泡石 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于多孔材料改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性海泡石及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
海泡石是一種層鏈結(jié)構(gòu)纖維狀含水的鎂硅酸鹽粘土礦物，理論化學(xué)式為Mg8(H2O)4[Si6O15]2·(OH)4·8H2O，在其結(jié)構(gòu)單元中，硅氧四面體和鎂氧八面體相互交替，在我國(guó)儲(chǔ)量豐富。
海泡石的纖維狀晶體結(jié)構(gòu)中有許多與纖維延長(zhǎng)方向一致的管狀貫穿通道，這種特殊的結(jié)構(gòu)使得海泡石比表面積大，孔隙率高，具有良好的吸附性和催化性。海泡石的比表面積很大，理論比表面積為900m2/g，不僅在吸附、脫色和分散等方面表現(xiàn)出較好的性能，而且具有很好的熱穩(wěn)定性。近年來，具有類分子篩結(jié)構(gòu)的黏土類天然礦物材料，受到研究者的關(guān)注。由于天然礦物材料成本更低，因此發(fā)展前景更為廣闊，但是相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道還較少。
海泡石作為催化劑以及催化劑的載體在水處理領(lǐng)域中有著廣泛的用途，研究表明，以海泡石為載體的負(fù)載型催化劑比以其它物質(zhì)為載體的負(fù)載型催化劑在吸附﹑催化等方面表現(xiàn)出更優(yōu)越的性能。雖然海泡石的加入對(duì)有機(jī)污染物的去除及礦化有較大改善，但是天然海泡石存在表面酸性弱、通道小、比表面積小、熱穩(wěn)定性不好等問題，限制了其應(yīng)用，因此對(duì)其進(jìn)行活化改性研究具有現(xiàn)實(shí)意義。采用工藝控制和后處理技術(shù)對(duì)海泡石的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行活化重整，對(duì)其表面化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改性，增大比表面積，進(jìn)而提高其吸附性能和催化性能是關(guān)鍵技術(shù)。
臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，臭氧氧化法作為高效處理手段用于廢水的深度處理，具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)快、使用方便﹑處理過程中一般不產(chǎn)生污泥等特點(diǎn)，對(duì)降低廢水中的CODcr、色度﹑AOX等具有特殊的處理效果。但由于臭氧分子氧化活性具有很高的選擇性，在水處理過程中它很難將造紙廢水中難降解的大分子有機(jī)物徹底礦化為CO2和H2O。并且臭氧的產(chǎn)率不高，而利用率偏低使臭氧氧化處理的費(fèi)用較高。再者，單獨(dú)臭氧氧化過程對(duì)造紙廢水仍存在CODcr去除率不高的問題。目前，催化臭氧化技術(shù)被認(rèn)為是處理制漿造紙廢水具有前景的深度氧化技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種改性海泡石的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法得到的改性海泡石。
本發(fā)明的再一目的在于提供上述改性海泡石在催化臭氧深度處理紙漿造紙廢水中的應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種改性海泡石的制備方法，包括以下步驟：
(1)提純：將海泡石按固液比為1:5～1:15用水浸泡，然后攪拌﹑靜置﹑分層，上層懸浮液經(jīng)抽濾后，將海泡石洗滌2～8次，干燥后粉碎至粒度為80～120目；
(2)酸處理：將步驟(1)提純后的海泡石放入濃度為1～5mol/L的酸溶液中在30～60℃恒溫水浴的條件下連續(xù)攪拌1～5小時(shí)，固液比為1:10～1:30，抽濾分離，洗滌至中性，干燥待用；
(3)熱處理：將步驟(2)酸處理后的海泡石在200～500℃溫度條件下焙燒2～6小時(shí)，冷卻后粉碎至80～120目的粒度；
(4)浸漬：將步驟(3)處理后的海泡石浸漬在含有金屬離子的可溶性化合物溶液中，在20～40℃條件下攪拌；
(5)調(diào)pH：在步驟(4)混合溶液中逐滴加入堿調(diào)節(jié)酸堿度，然后攪拌﹑靜置﹑洗滌﹑過濾﹑干燥﹑研磨處理，得到所述改性海泡石。
步驟(1)所述的海泡石為天然海泡石礦粉，所述的水為蒸餾水。
步驟(2)所述的酸溶液優(yōu)選HCl溶液、HNO3溶液或H2SO4溶液。
步驟(3)所述的焙燒是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行的。
步驟(4)所述的含有金屬離子的可溶性化合物溶液是Fe2+和Fe3+的混合溶液，其中Fe2+與Fe3+的摩爾比為1/1～1/3；含有金屬離子的可溶性化合物溶液中的金屬離子與海泡石的比例為4～10mmol/g。
步驟(4)所述的浸漬處理是在搖床中震蕩的條件下，溫度為20～40℃條件下進(jìn)行。
步驟(5)所述的堿為弱堿，優(yōu)選氨水，最終調(diào)節(jié)到的pH為8～10，干燥過程為真空干燥。
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