[發明專利]一種硅烷偶聯劑改性沸石的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201811550118.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109351337B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 沈巖柏;周鵬飛;鐘祥熙;李停停;趙思凱;韓聰;魏德洲
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

本發明涉及一種硅烷偶聯劑改性沸石的制備方法及其應用，屬于廢液凈化處理技術領。一種硅烷偶聯劑改性沸石的制備方法，所述方法為以硅烷偶聯劑作為改性劑對經過預處理的沸石在120℃恒溫磁力攪拌條件下進行回流6～11h，經后處理步驟后制得改性沸石。本發明方法原料來源廣、操作簡單、反應易于控制、凈化效率高，有效解決了傳統制備方法成本高、凈化效率低等問題。通過該方法制備的改性沸石在常溫條件下，經過振蕩即可實現對廢液中重金屬陰離子的有效吸附，可操作性強。

技術領域

本發明屬于廢液凈化處理技術領域，具體涉及一種硅烷偶聯劑改性沸石的制備方法及其應用。

背景技術

實驗室產生的危險廢物中一般包括排放的廢氣廢液、使用過的化學試劑殘渣以及過期的化學試劑，含有或直接沾染危險廢物的外包裝、容器，清洗雜物和過濾介質等。其中，實驗室排出的廢液絕大部分因其隱蔽性強、易引起嚴重的二次污染，是整個實驗室危險廢物管理的重點和難點。長期以來，我國的治污對象主要是工礦企業等排污大戶，對實驗室廢液的污染治理關注較少。但我國實驗室數量龐大，試驗過程中產生的廢液種類繁多，凈化處理能力相對比較薄弱，不經凈化處理達標的排放將對水體及土壤環境構成嚴重威脅。

基礎化學試驗中經常用到高錳酸鉀作為氧化劑，伴隨著會產生大量含錳廢液，以高錳酸根(MnO₄^-)或Mn²⁺離子形式存在。若廢液不經處理直接排入環境水體中，錳元素將會隨飲用水進入體內，對神經系統產生毒害。污水綜合排放標準規定錳元素總含量的一級排放標準為2.0mg/L。目前，實驗室中普遍采用堿化除錳法處理含Mn²⁺廢液，廢液中Mn²⁺轉變成Mn(OH)₂，在溶解氧的作用下Mn(OH)₂迅速氧化生成穩定難溶的MnO₂，從而達到去除Mn²⁺的目的；但是，對于實驗室廢液中高錳酸根(MnO₄^-)離子的去除，并沒有十分有效的方法。

當前，以天然沸石為代表的多孔礦物及其改性產物用于廢液處理受到越來越多的關注。在種類眾多的天然多孔礦物材料中，天然沸石已成為為數不多的投入實際生產使用的礦物材料之一，其對水中氨氮的去除被認為是環境工程中最有效的方法之一。沸石晶體孔洞中的水分子和金屬陽離子具有很大的流動性，致使沸石具有陽離子交換和可逆的脫水性；而孔洞中的金屬陽離子與帶負電荷的骨架氧之間形成的強大電場致使沸石產生較高的極性和親水性，使得沸石對極性、不飽和易極化分子具有優先的選擇吸附作用。沸石的強極性和陽離子交換性使其對極性污染物和重金屬陽離子等具有良好去除效果的同時，也導致其對疏水性有機污染物和重金屬陰離子等污染物的去除效果較差，進而使其在水處理中的應用受到一定的限制。近年來的研究發現，通過對沸石進行有機或功能化改性可有效提高沸石對疏水性有機污染物和重金屬陰離子等的去除效果。

發明內容

針對目前實驗室對高錳酸根離子(MnO₄^-)廢液凈化處理在效率及成本等方面存在的問題，本發明提供一種硅烷偶聯劑改性沸石的制備方法及應用，硅烷偶聯劑為巰丙基三乙氧基硅烷時，通過該方法制備的改性沸石同時含有巰基功能基團和疏水性碳氫鏈，可以有效吸附廢液中的高錳酸根(MnO₄^-)等重金屬陰離子，以克服傳統化學凈化方法成本高、凈化率低等不足。

一種硅烷偶聯劑改性沸石的制備方法，所述方法為以硅烷偶聯劑作為改性劑對經過預處理的沸石在120℃恒溫磁力攪拌條件下進行回流6～11h，經后處理步驟后制得改性沸石。

本發明所用沸石為商業購得的沸石粉末，制得的改性沸石為粉末狀。

本發明所述改性沸石是在恒溫油浴鍋的回流系統中制得。

優選地，所述硅烷偶聯劑為巰丙基三乙氧基硅烷。

本發明所述巰丙基三乙氧基硅烷的密度為1g/cm³，是商業購得。