廢水中鈷、錳金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及含有重金屬和有機(jī)污染物的廢水的處理領(lǐng)域，具體涉及廢水中鈷、錳 金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的2:1型層狀含水的鋁硅酸鹽，通常由67%的 二氧化硅，25%的三氧化鋁和8%的水組成。膨潤土晶體單位晶胞由兩層硅氧四面體中夾著 一層鋁氧四面體構(gòu)成，四面體的頂端氧指向結(jié)構(gòu)層中央與八面體共用，將三層結(jié)構(gòu)連成一 體。膨潤土具有很大的比表面積和大量孔道結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有吸水溶脹性，這都使得其作為吸 附劑材料成為了可能。
[0003] 膨潤土結(jié)構(gòu)片層中的高價(jià)陽離子如Si4+，Al3+被低價(jià)陽離子如Fe 3+，F(xiàn)e2+，Mg2+等取 代，從而造成膨潤土晶層間呈電負(fù)性，此電負(fù)性可通過層間吸附游離的Na+，Ca 2+，NH4+等陽 離子以靜電作用形式平衡。由于膨潤土表面的硅氧結(jié)構(gòu)和層間陽離子的水合作用，膨潤土 表現(xiàn)出強(qiáng)烈的親水性，因而不能有效地吸附疏水性的有機(jī)污染物，特別是一些弱極性或者 非極性類有機(jī)物。通過有機(jī)表面活性劑對膨潤土進(jìn)行有機(jī)改性,使其由親水性變?yōu)槭杷裕?同時(shí)改變其層間結(jié)構(gòu)和比表面積，從而可以大大提高膨潤土對有機(jī)物質(zhì)的吸附能力和選擇 性。目前有關(guān)膨潤土及改性的研究主要是針對有機(jī)物或者金屬離子單獨(dú)吸附，而缺少有機(jī) 物和金屬離子共存條件下的選擇性吸附的相關(guān)研究。
[0004] 實(shí)際的工業(yè)廢水中往往同時(shí)含有重金屬和有機(jī)污染物，而有機(jī)物或者重金屬的回 收再利用，一方面保護(hù)了環(huán)境，另一方面節(jié)約了資源。針對同時(shí)含有有機(jī)污染物和重金屬離 子污染物的廢水，利用有機(jī)改性劑改性的膨潤土選擇性地吸附有機(jī)物，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和 金屬離子的分別回收與處理，提高資源利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廢水中鈷、錳金屬離子與對二 甲苯的選擇性吸附劑的制備方法，該吸附劑能夠選擇性地去除工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物。
[0006] 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： 一種廢水中鈷、錳金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備方法：以提純的過200 目篩的鈉基膨潤土為原料，加入水，制得膨潤土泥漿；先往泥漿中加入表面活性劑A，在 60°C反應(yīng)60-120 min，再加入表面活性劑B，在60°C水浴條件下反應(yīng)60-120 min，然后用去 離子水反復(fù)清洗反應(yīng)后的膨潤土至檢測不出為止；最后在100~120 °C下烘干、研磨過 200目篩，得到有機(jī)膨潤土吸附劑。
[0007] 水和鈉基膨潤土的重量比為10:1~60:1。
[0008] 所述的表面活性劑A、表面活性劑B均選自十六烷基三甲基溴化銨、四甲基溴化 銨、芐基三甲基溴化銨、十八烷基甜菜堿、β-巰基乙胺鹽酸鹽、十二烷基硫酸鈉、羧甲基殼 聚糖中的一種，表面活性劑Α、表面活性劑B互不相同。
[0009] 表面活性劑A、表面活性劑B的質(zhì)量比為10:1~16:1。
[0010] 表面活性劑A和表面活性劑B的總加入量為膨潤土陽離子交換容量的100%。 [0011] 所述的吸附劑用于選擇性吸附含鈷、錳金屬離子與對二甲苯的廢水中的對二甲 苯。
[0012] 對于吸附平衡的混合液中各種吸附質(zhì)，A對B的選擇性大小以選擇性系數(shù)毛#表 示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種廢水中鈷、錳金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備方法，其特征在于： 以提純的過200目篩的鈉基膨潤土為原料，加入水，制得膨潤土泥漿；先往泥漿中加入表面 活性劑A，在60°C反應(yīng)60-120 min，再加入表面活性劑B，在60°C水浴條件下反應(yīng)60-120 min,然后用去離子水反復(fù)清洗反應(yīng)后的膨潤土至檢測不出為止；最后在100~120 °C下 烘干、研磨過200目篩，得到有機(jī)膨潤土吸附劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水中鈷、錳金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備方 法，其特征在于：水和鈉基膨潤土的重量比為10:1~60:1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水中鈷、錳金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備方 法，其特征在于：所述的表面活性劑A、表面活性劑B均選自十六烷基三甲基溴化銨、四甲基 溴化銨、芐基三甲基溴化銨、十八烷基甜菜堿、β_巰基乙胺鹽酸鹽、十二烷基硫酸鈉、羧甲 基殼聚糖中的一種，表面活性劑Α、表面活性劑B互不相同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水中鈷、錳金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備方 法，其特征在于：表面活性劑Α、表面活性劑B的質(zhì)量比為10:1~16:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水中鈷、錳金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備 方法其特征在于：表面活性劑A和表面活性劑B的總加入量為膨潤土陽離子交換容量的 100% 〇
6. -種如權(quán)利要求1所述的制備方法制得的選擇性吸附劑的應(yīng)用，其特征在于：所述 的吸附劑用于選擇性吸附含鈷、錳金屬離子與對二甲苯的廢水中的對二甲苯。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廢水中鈷、錳金屬離子與對二甲苯的選擇性吸附劑的制備方法。其基本步驟是：（1）將提純的過200目篩的鈉基膨潤土與去離子水按一定比例混合均勻；（2）以一定比例添加兩種表面活性劑，進(jìn)行反應(yīng)，表面活性劑的加入量以膨潤土陽離子交換容量為基準(zhǔn)；（3）反應(yīng)結(jié)束后，固液分離，有機(jī)改性土用去離子水洗滌后干燥，即獲得有機(jī)改性膨潤土。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該吸附劑能夠選擇性地吸附廢水中的對二甲苯（PX），吸附選擇性系數(shù)PX對于Co2+可達(dá)到30.0，對于Mn2+的選擇性系數(shù)可達(dá)到100.9；膨潤土廉價(jià)易得，有機(jī)改性時(shí)間短，為選擇性地回收和處理工業(yè)廢水中有機(jī)物和金屬離子提供了良好途徑。
【IPC分類】C02F101-32, C02F1-62, B01J20-22, C02F1-28, C02F1-64, B01J20-24, B01J20-30
【公開號】CN104667879
【申請?zhí)枴緾N201510034721
【發(fā)明人】葉長燊, 朱溫杰, 楊臣, 王紅星, 黃智賢, 李玲, 邱挺
【申請人】福州大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月24日