一種胺基酸活化的凹凸棒土的製作方法

2023-09-10 05:22:35 2

本發明屬於凹凸棒加工技術領域，具體地，涉及一種胺基酸活化的凹凸棒土。

背景技術：

凹凸棒土是一種具有獨特納米纖維狀結構的層鏈狀含水富鎂鋁矽酸鹽礦物，獨特的晶體結構賦予凹凸棒土良好的吸附性能，目前已在吸附劑方面得到了很好的應用。天然產出的凹凸棒土常伴生有蛋白石及碳酸鹽等礦物，吸附能力較低，因而常對其進行適當的活化或改性處理以提高其脫色能力。中國專利CN102225327A、CN102744033 A、CN102806063A均採用不同的處理方法對凹凸棒土進行了改性，提高了吸附能力，但是該類吸附劑並不能有效脫除微量金屬離子。

胺基酸是既含氨基又含酸性基團的有機化合物，是生物體所必須的重要營養要素，與金屬離子具有良好的配位能力。申請者在CN103055802A發明專利中公開了一種將凹凸棒土進行無機酸活化處理後，再用具有抗氧化性的有機酸或其鹽類修飾，製備具有抗氧化性能的凹凸棒土吸附劑的方法。

在此基礎上，進一步研究了胺基酸修飾的凹凸棒土吸附劑，以期利用胺基酸較強的金屬離子螯合能力進一步提高吸附劑。

汽油和柴油中硫化物燃燒生成的SOx是主要汙染物之一，引起世界各國廣泛關注。目前的脫硫技術多種多樣，各有其優缺點。加氫脫硫(HDS)是從各種石油餾出物中脫除硫的有效技術，可以大大降低硫含量，但它需要專門催化劑和高溫、高壓過程，設備投資和操作費用高。關於生物脫硫的研究至今已有50多年歷史，但直到20世紀80年代末，Kilbane發現了能夠選擇性斷裂C-S鍵的微生物以後，才使得生物催化脫硫進入一個快速發展的時期，但就整體而言，其仍然是一個發展中的技術。非加氫脫硫技術由於其具有簡單、方便、快速的優點，將會是21世紀汽油脫硫的主導技術之一。目前，吸附脫硫劑主要以X型分子篩、Y型分子篩等為載體，採用金屬負載、離子交換等方法製備而得，目的是提高其吸附容量和脫硫選擇性。現有的吸附脫硫劑用於脫除汽油和柴油中硫化物成本較大。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種胺基酸活化的凹凸棒土，以克服熱活化、酸化等方法成本高，廢水汙染嚴重等問題。

根據本發明提供的一種胺基酸活化的凹凸棒土，所述胺基酸活化的凹凸棒土包括如下步驟：

（1）在攪拌狀態下，向凹凸棒土中加入鹽酸溶液得混合溶液，所述鹽酸溶液的添加量為所述凹凸棒土重量的10-15%；

（2）所述步驟（1）中的混合溶液在60-90℃條件下反應2-4h後再加入胺基酸繼續攪拌反應1.5-3.5h，所述胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的1.5-3.5%；

（3）所述步驟（2）中的反應完成後進行過濾除雜操作；

（4）將所述步驟（3）中過濾後的濾渣乾燥焙燒，焙燒溫度為200-300℃；

（5）所述步驟（4）中焙燒後再粉碎過篩至60-80目，得胺基酸活化的凹凸棒土。

優選地，所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的11-15%。

優選地，所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的12-14%。

優選地，所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的13%。

優選地，所述胺基酸為色氨酸（Try）、苯丙氨酸（Phe）、亮氨酸（Leu）、脯氨酸（Pro）、甘氨酸（Gly）半胱氨酸（Cys）、天冬氨酸（Asp）、穀氨酸（Glu）中的一種或幾種。

優選地，所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的1.8-3.3%。

優選地，所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的2.5-3.5%。

優選地，所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的3.0%。

優選地，所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑。

優選地，所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑的方法包括如下步驟：配製3%-20%稀鹽酸，取30-40g胺基酸活化的凹凸棒土，固液質量比1：3-1：6的比例混合，浸泡20-40小時，微波處理10-30分鐘，在100-200℃下烘乾，冷卻至室溫，把幹餅磨成100-200 目的粉末，再與氧化鋅均勻混合，加入適量蒸餾水並用壓片機造粒即可製得吸附劑。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

（1）凹凸棒土經過鹽酸活化，除去凹凸棒土中的無機鹽雜質及其粒間膠結物，不僅增加了孔道及比表面積，而且暴露了更多的羥基活性中心，提高了凹凸棒土的吸附能力；

（2）胺基酸是生物體所必須的重要營養要素，作為吸附劑使用後不會殘留有害物質，安全、高效、無毒。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。

本發明提供的一種胺基酸活化的凹凸棒土，所述胺基酸活化的凹凸棒土包括如下步驟：

（1）在攪拌狀態下，向凹凸棒土中加入鹽酸溶液得混合溶液，所述鹽酸溶液的添加量為所述凹凸棒土重量的10-15%；

（2）所述步驟（1）中的混合溶液在60-90℃條件下反應2-4h後再加入胺基酸繼續攪拌反應1.5-3.5h，所述胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的1.5-3.5%；

（3）所述步驟（2）中的反應完成後進行過濾除雜操作；

（4）將所述步驟（3）中過濾後的濾渣乾燥焙燒，焙燒溫度為200-300℃；

（5）所述步驟（4）中焙燒後再粉碎過篩至60-80目，得胺基酸活化的凹凸棒土。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的11-15%。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的12-14%。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的13%。

所述胺基酸為色氨酸（Try）、苯丙氨酸（Phe）、亮氨酸（Leu）、脯氨酸（Pro）、甘氨酸（Gly）半胱氨酸（Cys）、天冬氨酸（Asp）、穀氨酸（Glu）中的一種或幾種。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的1.8-3.3%。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的2.5-3.5%。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的3.0%。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑。

優選地，所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑的方法包括如下步驟：配製3%-20%稀鹽酸，取30-40g胺基酸活化的凹凸棒土，固液質量比1：3-1：6的比例混合，浸泡20-40小時，微波處理10-30分鐘，在100-200℃下烘乾，冷卻至室溫，把幹餅磨成100-200 目的粉末，再與氧化鋅均勻混合，加入適量蒸餾水並用壓片機造粒即可製得吸附劑。

實施例1

本實施例提供的一種胺基酸活化的凹凸棒土，所述胺基酸活化的凹凸棒土包括如下步驟：

（1）在攪拌狀態下，向凹凸棒土中加入鹽酸溶液得混合溶液，；

（2）在90℃條件下反應2h後再加入胺基酸繼續攪拌反應3.5h；

（3）反應完成後過濾除雜；

（4）將濾渣乾燥焙燒，焙燒溫度為200℃；

（5）焙燒後粉碎過篩至80目，得胺基酸活化的凹凸棒土。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的10%。

所述胺基酸為色氨酸（Try）、苯丙氨酸（Phe）和亮氨酸（Leu）混合物。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的3.5%。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑的方法包括如下步驟：配製3%%稀鹽酸，取40g胺基酸活化的凹凸棒土，固液質量比1：3的比例混合，浸泡40小時，微波處理10分鐘，在200℃下烘乾，冷卻至室溫，把幹餅磨成100目的粉末，再與氧化鋅均勻混合，加入適量蒸餾水並用壓片機造粒即可製得吸附劑。

實施例2

本實施例提供的一種胺基酸活化的凹凸棒土，所述胺基酸活化的凹凸棒土包括如下步驟：

（1）在攪拌狀態下，向凹凸棒土中加入鹽酸溶液得混合溶液；

（2）在60℃條件下反應4h後再加入胺基酸繼續攪拌反應1.5h；

（3）反應完成後過濾除雜；

（4）將濾渣乾燥焙燒，焙燒溫度為300℃；

（5）焙燒後粉碎過篩至60目，得胺基酸活化的凹凸棒土。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的15%。

所述胺基酸為色氨酸（Try）、苯丙氨酸（Phe）和亮氨酸（Leu）混合物。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的1.5%。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑的方法包括如下步驟：配製20%稀鹽酸，取30g胺基酸活化的凹凸棒土，固液質量比1：6的比例混合，浸泡20小時，微波處理30分鐘，在100℃下烘乾，冷卻至室溫，把幹餅磨成200 目的粉末，再與氧化鋅均勻混合，加入適量蒸餾水並用壓片機造粒即可製得吸附劑。

實施例3

本實施例提供的一種胺基酸活化的凹凸棒土，所述胺基酸活化的凹凸棒土包括如下步驟：

（1）在攪拌狀態下，向凹凸棒土中加入鹽酸溶液得混合溶液；

（2）在90℃條件下反應2h後再加入胺基酸繼續攪拌反應3.5h；

（3）反應完成後過濾除雜；

（4）將濾渣乾燥焙燒，焙燒溫度為200℃；

（5）焙燒後粉碎過篩至80目，得胺基酸活化的凹凸棒土。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的12%。

脯氨酸（Pro）、甘氨酸（Gly）和半胱氨酸（Cys）的混合物。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的3.5%。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑的方法包括如下步驟：配製3%%稀鹽酸，取40g胺基酸活化的凹凸棒土，固液質量比1：3的比例混合，浸泡40小時，微波處理10分鐘，在200℃下烘乾，冷卻至室溫，把幹餅磨成100目的粉末，再與氧化鋅均勻混合，加入適量蒸餾水並用壓片機造粒即可製得吸附劑。

實施例4

本實施例提供的一種胺基酸活化的凹凸棒土，所述胺基酸活化的凹凸棒土包括如下步驟：

（1）在攪拌狀態下，向凹凸棒土中加入鹽酸溶液得混合溶液；

（2）在70℃條件下反應3h後再加入胺基酸繼續攪拌反應2.5h；

（3）反應完成後過濾除雜；

（4）將濾渣乾燥焙燒，焙燒溫度為250℃；

（5）焙燒後粉碎過篩至70目，得胺基酸活化的凹凸棒土。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的14%。

脯氨酸（Pro）、甘氨酸（Gly）和半胱氨酸（Cys）的混合物。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的2.5%。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑的方法包括如下步驟：配製10%稀鹽酸，取35g胺基酸活化的凹凸棒土，固液質量比1：4的比例混合，浸泡30小時，微波處理20分鐘，在150℃下烘乾，冷卻至室溫，把幹餅磨成150 目的粉末，再與氧化鋅均勻混合，加入適量蒸餾水並用壓片機造粒即可製得吸附劑。

實施例5

本實施例提供的一種胺基酸活化的凹凸棒土，所述胺基酸活化的凹凸棒土包括如下步驟：

（1）在攪拌狀態下，向凹凸棒土中加入鹽酸溶液得混合溶液；

（2）在65℃條件下反應3h後再加入胺基酸繼續攪拌反應1.8h；

（3）反應完成後過濾除雜；

（4）將濾渣乾燥焙燒，焙燒溫度為280℃；

（5）焙燒後粉碎過篩至65目，得胺基酸活化的凹凸棒土。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的13%。

所述胺基酸為天冬氨酸（Asp）、穀氨酸（Glu）中的一種或幾種。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的3.0%。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑的方法包括如下步驟：配製15%稀鹽酸，取35g胺基酸活化的凹凸棒土，固液質量比1：5的比例混合，浸泡35小時，微波處理35分鐘，在150℃下烘乾，冷卻至室溫，把幹餅磨成150目的粉末，再與氧化鋅均勻混合，加入適量蒸餾水並用壓片機造粒即可製得吸附劑。

實施例6

本實施例提供的一種胺基酸活化的凹凸棒土，所述胺基酸活化的凹凸棒土包括如下步驟：

（1）在攪拌狀態下，向凹凸棒土中加入鹽酸溶液得混合溶液；

（2）在68℃條件下反應4h後再加入胺基酸繼續攪拌反應3.5h；

（3）反應完成後過濾除雜；

（4）將濾渣乾燥焙燒，焙燒溫度為230℃；

（5）焙燒後粉碎過篩至75目，得胺基酸活化的凹凸棒土。

所述步驟（1）鹽酸的添加量為凹凸棒土重量的14%。

所述胺基酸為色氨酸（Try）、苯丙氨酸（Phe）和亮氨酸（Leu）中的一種或幾種。

所述步驟（2）胺基酸的添加量為凹凸棒土重量的1.8%。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑。

所述胺基酸活化的凹凸棒土用於製備吸附劑的方法包括如下步驟：配製15%稀鹽酸，取32g胺基酸活化的凹凸棒土，固液質量比1：4的比例混合，浸泡28小時，微波處理18分鐘，在130℃下烘乾，冷卻至室溫，把幹餅磨成130 目的粉末，再與氧化鋅均勻混合，加入適量蒸餾水並用壓片機造粒即可製得吸附劑。

本發明具有如下的有益效果：

（1）凹凸棒土經過鹽酸活化，除去凹凸棒土中的無機鹽雜質及其粒間膠結物，不僅增加了孔道及比表面積，而且暴露了更多的羥基活性中心，提高了凹凸棒土的吸附能力；

（2）胺基酸是生物體所必須的重要營養要素，作為吸附劑使用後不會殘留有害物質，安全、高效、無毒。

以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。