基於累託石的微球吸附劑的製備方法

2023-05-20 16:15:11

專利名稱：基於累託石的微球吸附劑的製備方法
技術領域：
本發明屬於水處理材料技術領域，特指一種用於有機廢水處理和飲用水源水突發性有機汙染物去除的微球狀吸附劑製備工藝。
背景技術：
累託石礦物材料是天然產物，與環境有很好的相容性，是一種頗有應用前景的環境材料，可作為吸附劑使用。與活性炭相比，累託石具有價廉、吸附能力強、來源豐富及可再生性等優點。累託石的晶體結構中含有較大的親水表面，在水溶液中顯示出良好的親水性和高度分散性。在廢水處理和原水突發性汙染修復實踐中，為了提高累託石吸附有機物的能力，人們往往採用季銨鹽等對其進行有機化改性，製備成有機累託石。但這種有機累託石用於廢水處理和原水汙染修復時，往往以膠體的形式高度分散在廢水中，不易與水分離，這限制了累託石的應用。因此，以累託石礦物材料為主要原料製備成型吸附劑，就成了人們的必然選擇。如中國專利01138359. 3 「用於廢水處理的累託石吸附劑及其生產方法」就是採用累託石礦物製備顆粒吸附劑的例證。該專利採用無機物(鋁鹽、鐵鹽或鋁鹽和鐵鹽的混合物)作交聯劑，在攪拌狀態下將交聯劑滴加到累託石懸浮液中，經交聯反應、靜置、過濾、 乾燥製得交聯累託石混合物，再添加成型劑造粒、焙燒製得累託石吸附劑。

發明內容
為了解決現有技術存在的累託石成型吸附劑工藝複雜的缺點，本發明提供了一種基於累託石的微球吸附劑的製備方法，具有工藝簡單，成型吸附劑強度高的優點。本發明的技術方案為基於累託石的微球吸附劑的製備方法，步驟為(1)稱取2 IOg的PVA和0. 05-0. 3g的海藻酸鈉於蒸餾水中，水浴加熱至完全溶解後冷卻，再加入0. 5 5g的HDTMA改性累託石，迅速攪拌使分散均勻，製得累託石/PVA 混合液；(2)稱取0. 1 1. 5g氯化鈣置於IOOmL的硼酸飽和溶液中，攪拌使完全溶解，並用無水碳酸鈉調節PH值至7，製成交聯劑溶液；(3)利用針筒制粒器將步驟⑴中的累託石/PVA混合液滴入不斷攪拌下的交聯劑溶液中，待累託石/PVA混合液全部滴完後繼續攪拌0.證，再靜置得到固化成球的累託石/ PVA微球；(4)將累託石/PVA微球洗滌、真空乾燥後得到基於累託石的微球吸附劑成品。所述的HDTMA改性累託石的製備方法為首先將淘洗後的累託石在105°C條件下烘乾，隨後粉碎至粒徑< 60目，在蒸餾水中於室溫下振蕩2 池分散均勻，製備成5% wt 的累託石泥漿，再加入質量濃度為的十六烷基三甲基溴化銨，繼續振蕩2 池後取出， 用超聲波強化反應5min，將反應後的累託石抽濾、洗滌、乾燥即製得HDTMA改性累託石。本發明與專利01138359. 3 「用於廢水處理的累託石吸附劑及其生產方法」相比， 本發明採用的成型材料不同，造粒方法簡單，也不需要焙燒。所製得的微球吸附劑的機械強度與活性炭相當，使用後經過焙燒法再生可重複使用而不破碎。
具體實施例方式本發明首先將淘洗後的累託石在105 °C條件下烘乾，隨後將其粉碎，過60目篩。將過篩後的累託石移至一定量的蒸餾水中，放入恆溫水槽振蕩器中，在常溫下振蕩2 池，使其分散均勻，製備成濃度為5%的累託石泥漿，再向其中加入質量濃度為的十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)，繼續振蕩2 池後取出，用超聲波強化反應5min，將反應後的累託石用真空泵進行抽濾，然後用蒸餾水進行淘洗，再進行抽濾，如此反覆進行3次。最後將其放入烘箱，在85°C下烘乾即製得HDTMA改性累託石。該微球吸附劑的製備方法為(1)稱取2 IOg PVA和0. 05-0. 3g海藻酸鈉置於50mL蒸餾水中，在100°C水浴鍋中加熱，並不斷攪拌，待其完全溶解後冷卻，向其中加入0. 5 5g HDTMA改性累託石，並迅速攪拌，使其在溶液中分散均勻，製得累託石/PVA混合液。(2)稱取0. 1 1.5g氯化鈣置於IOOmL硼酸飽和溶液中，並用磁力攪拌器攪拌，使之完全溶解，製成交聯劑溶液，並用無水碳酸鈉調節其PH值至中性。(3)利用針筒制粒器可以直接採用大的注射針筒將步驟⑴中的累託石/PVA混合液緩慢均勻滴入不斷攪拌條件下的交聯劑溶液中。待累託石/PVA混合液全部滴下之後繼續攪拌0. 5h，再靜置，使其充分固化成球。(4)將成型的累託石/PVA微球用蒸餾水洗滌至中性，並將其置於真空乾燥箱中， 於50°C下乾燥Mh。實施例1:稱取2g PVA和0. 05g海藻酸鈉置於50mL蒸餾水中，在100°C水浴鍋中加熱，並不斷攪拌，待其完全溶解後冷卻，向其中加入0. 5g HDTMA改性累託石，並迅速攪拌，使其在溶液中分散均勻，製得累託石/PVA混合液。同時，稱取0. Ig氯化鈣放入IOOmL硼酸飽和溶液中，置於磁力攪拌器上攪拌，使之完全溶解，製備成交聯劑溶液，並用無水碳酸鈉調節其PH 值至中性。利用針筒制粒器將上述累託石/PVA混合液緩慢均勻滴入不斷攪拌條件下的交聯劑溶液中。待累託石/PVA混合液全部滴下之後繼續攪拌0.證，再靜置，使其充分固化成球。最後將靜置後的累託石/PVA微球用蒸餾水洗滌至中性，並將其置於真空乾燥箱中，於 50°C下乾燥Mh。配製100mL、100mg/L的酸性橙II溶液，加入Ig按本實施例所述方法製得的微球吸附劑，在室溫下攪拌吸附Mh，吸附效率可達65%。實施例2 稱取IOg PVA和0. 3g海藻酸鈉置於50mL蒸餾水中，在100°C水浴鍋中加熱，並不斷攪拌，待其完全溶解後冷卻，向其中加入5g HDTMA改性累託石，並迅速攪拌，使其在溶液中分散均勻，製得累託石/PVA混合液。同時，稱取l.Og氯化鈣放入IOOmL硼酸飽和溶液中，置於磁力攪拌器上攪拌，使之完全溶解，製備成交聯劑溶液，並用無水碳酸鈉調節其PH 值至中性。利用針筒制粒器將上述累託石/PVA混合液緩慢均勻滴入不斷攪拌條件下的交聯劑溶液中。待累託石/PVA混合液全部滴下之後繼續攪拌0.證，再靜置，使其充分固化成球。最後將靜置後的累託石/PVA微球用蒸餾水洗滌至中性，並將其置於真空乾燥箱中，於50°C下乾燥Mh。配製100mL、100mg/L的酸性橙II溶液，加入2g按本實施例所述方法製得的微球吸附劑，在室溫下攪拌吸附Mh，吸附效率可達72%。實施例3 稱取5g PVA和0. Ig海藻酸鈉置於50mL蒸餾水中，在100°C水浴鍋中加熱，並不斷攪拌，待其完全溶解後冷卻，向其中加入2g HDTMA改性累託石，並迅速攪拌，使其在溶液中分散均勻，製得累託石/PVA混合液。同時，稱取0.5g氯化鈣放入IOOmL飽和硼酸溶液中， 置於磁力攪拌器上攪拌，使之完全溶解，製備成交聯劑溶液，並用無水碳酸鈉調節其PH值至中性。利用針筒制粒器將上述累託石/PVA混合液緩慢均勻滴入不斷攪拌條件下的交聯劑溶液中。待累託石/PVA混合液全部滴下之後繼續攪拌0.證，再靜置，使其充分固化成球。 最後將靜置後的累託石/PVA微球用蒸餾水洗滌至中性，並將其置於真空乾燥箱中，於50°C 下乾燥Mh。配製100mL、100mg/L的酸性橙II溶液，加入Ig按本實施例所述方法製得的微球吸附劑，在室溫下攪拌吸附Mh，吸附效率可達99%。實施例4 稱取4. 5g PVA和0. 15g海藻酸鈉置於50mL蒸餾水中，在100°C水浴鍋中加熱，並不斷攪拌，待其完全溶解後冷卻，向其中加入2. 5g HDTMA改性累託石，並迅速攪拌，使其在溶液中分散均勻，製得累託石/PVA混合液。同時，稱取0. 5g氯化鈣放入IOOmL硼酸飽和溶液中，置於磁力攪拌器上攪拌，使之完全溶解，製備成交聯劑溶液，並用無水碳酸鈉調節其 PH值至中性。利用針筒制粒器將上述累託石/PVA混合液緩慢均勻滴入不斷攪拌條件下的交聯劑溶液中。待累託石/PVA混合液全部滴下之後繼續攪拌0.證，再靜置，使其充分固化成球。最後將靜置後的累託石/PVA微球用蒸餾水洗滌至中性，並將其置於真空乾燥箱中， 於50°C下乾燥Mh。配製100mL、10mg/L的菲溶液，加入2g按本實施例所述方法製得的微球吸附劑，在室溫下攪拌吸附10h，吸附效率可達95%。以上所述實施例僅用於說明本發明技術方案，並不用於限制本發明。
權利要求
1.基於累託石的微球吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟為(1)稱取2 IOg的PVA和0.05 0. 3g的海藻酸鈉於蒸餾水中，水浴加熱至完全溶解後冷卻，再加入0. 5 5g的HDTMA改性累託石，迅速攪拌使分散均勻，製得累託石/PVA混合液；(2)稱取0.1 1. 5g氯化鈣置於IOOmL的硼酸飽和溶液中，攪拌使完全溶解，並用無水碳酸鈉調節PH值至7，製成交聯劑溶液；(3)利用針筒制粒器將步驟(1)中的累託石/PVA混合液滴入不斷攪拌下的交聯劑溶液中，待累託石/PVA混合液全部滴完後繼續攪拌0. 5h,再靜置得到固化成球的累託石/PVA 微球；(4)將累託石/PVA微球洗滌、真空乾燥後得到基於累託石的微球吸附劑成品。
2.如權利要求1所述的基於累託石的微球吸附劑的製備方法，其特徵在於，所述的 HDTMA改性累託石的製備方法為首先將淘洗後的累託石在105°C條件下烘乾，隨後粉碎至粒徑< 60目，在蒸餾水中，於室溫下振蕩2 池分散均勻，製備成5% wt的累託石泥漿，再加入質量濃度為1 %的十六烷基三甲基溴化銨，繼續振蕩2 池後取出，用超聲波強化反應 5min，將反應後的累託石抽濾、洗滌、乾燥即製得HDTMA改性累託石。
全文摘要
本發明公開了一種基於累託石的微球吸附劑的製備方法，稱取2-10g的PVA和0.05-0.3g的海藻酸鈉於蒸餾水中，水浴加熱至完全溶解後冷卻，再加入0.5-5g的HDTMA改性累託石，迅速攪拌使分散均勻，製得累託石/PVA混合液；稱取0.1-1.5g氯化鈣置於100ml的硼酸飽和溶液中，攪拌使完全溶解，並用無水碳酸鈉調節pH值至7，製成交聯劑溶液；利用針筒制粒器將累託石/PVA混合液滴入不斷攪拌下的交聯劑溶液中，待累託石/PVA混合液全部滴完後繼續攪拌0.5h，再靜置得到固化成球的累託石/PVA微球；經洗滌、真空乾燥後得到成品基於累託石的微球吸附劑。本發明具有工藝簡單，成型吸附劑強度高的優點。
文檔編號B01J20/30GK102302924SQ20111023732
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月18日 優先權日2011年8月18日
發明者呂華, 呂錫武, 周新宇, 唐玉斌, 張東, 王新剛, 王紹祥, 申一塵, 陳芳豔 申請人:江蘇科技大學