[發明專利]一種陰離子吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910938324.2
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110743510B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 俞鐵明;張有連;張蕾;張懷濱
• 申請（專利權）人: 浙江長安仁恒科技股份有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/16;C02F101/22;C02F101/12
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 黎雙華

本發明公布了一種陰離子吸附劑及其制備工藝，屬于環保技術和化工領域。本發明以鈉基蒙脫石和聚二烯丙基二甲基氯化銨為原料，經高速分散剝片、插層改性和烘干制粉制得成品。獲得的成品中聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)與剝片后的蒙脫石經過插層反應形成蒙脫石片層與聚合物的納米復合材料，具備良好的陰離子垃圾吸附能力。該種陰離子吸附劑材料制備方案簡單易行，易于工業化，使用過的材料可通過酸洗實現循環應用。

技術領域

本發明屬于化工或環保技術領域，涉及一種水處理劑以其應用，更具體的，本發明為一種用于工業污水中陰離子(硝酸、鉻酸、高氯酸陰離子)的吸附劑。

背景技術

在水處理中，吸附法是一種物理化學方法。開發價格低廉、選擇性好、易再生的水處理吸附劑是環保產業發展的急切需要。近年來，對改性蒙脫石水處理吸附劑的研究已經成為廢水處理的熱門領域之一。我國天然膨潤土資源豐富，探明儲量僅次于美國，居世界第二位，現在年開采量為200萬噸。開發膨潤土和改性膨潤土水處理劑具有廣泛的應用前景。

膨潤土是一種以蒙脫石為主要礦物的粘土巖，具有良好的吸附和陽離子交換性能，其理論化學式為SiO₂-66.72％,Al₂O₃-28.53％,H₂O-5％。蒙脫石是一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由兩個硅氧四面體夾一個鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，屬于2：1型的三層粘土礦物。晶層表面是氧原子，沒有氫氧原子組，晶層間沒有氫鍵結合力；晶層間距離0.96-2.14nm；水分子或其他交換性陽離子可以進入層間。此外，蒙脫石表面帶負電性，此負電荷由處于層狀結構外面的K+，Na+來平衡，這些離子的水解，使膨潤土具有親水性。膨潤土具有很大的表面積，他不僅有很大的外表面，而且具有巨大的內表面；巨大的表面積伴隨產生巨大的表面能(CEC，80-120meg/100g)及良好的吸附能，為膨潤土及改性膨潤土在污染物控制和環境修復中應用奠定了基礎。

優質蒙脫石層間電荷密度較低，層間打開所需能量低，易于剝片和有機插層改性，更加適用于污染物控制和環境修復領域。

無機陰離子，在工業、采礦、煉油和化學儲存等領域點構成釋放有害污染物對環境的風險。在這些位點可能產生的大量有毒的有機和無機物質的，陰離子為主導的污染物在土壤中具有高流動性和高可滲透性，會滲入到更深地下水層中，對環境造成危害。在某些地方，含氧陰離子的水平已經達到了很高的水平，對當地的人類和野生動物造成了一定的危害。

市場上，以后很多陰離子吸附劑，包括離子交換樹脂，但對某些特定的陰離子沒有很好的選擇性，導致，吸附效率很低。而粘土高分子納米復合材料對一些特定的陰離子有很好的選擇性，如鉻酸鹽，從而大大的增強了該產品的利用效率。

發明內容

本發明以優質鈉基蒙脫石和聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)為原料，提供了一種陰離子吸附劑及其制備工藝，通過聚二烯丙基二甲基氯與剝片后的蒙脫石經過插層反應形成蒙脫石片層與聚合物的納米復合材料，所獲得的陰離子吸附劑具備優良的無機陰離子垃圾的吸附能力。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種陰離子吸附劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)按m_土：m_水＝1：9～20的質量比將鈉基蒙脫石與水混合，常溫狀態下高速分散12～36小時，徹底剝片，制得蒙脫石漿液；

(2)向步驟(1)獲得的蒙脫石漿液中按照m_土：m_PDDA＝1：100～150的質量比例加入聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)，在常溫狀態下繼續高速分散12～36小時；

(3)將步驟(2)得到的漿液，離心水洗三次，50～100℃烘干，磨碎后過200目篩，獲得陰離子吸附劑。

進一步地，步驟(1)中的鈉基蒙脫石與水混合后高速分散時間優選為24小時。