本發(fā)明屬于土壤污染治理技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種土壤污染吸附材料的制備方法。
背景技術(shù):
在眾多無機納米粒子中,蒙脫土礦藏資源豐富,性能優(yōu)良,價格低廉而受到人們的青睞。蒙脫土在工業(yè)上應(yīng)用范圍很廣,例如聚合物的添加劑、有毒物質(zhì)的吸附劑、催化劑、涂層劑等,被人們譽為“萬能材料”。尤其是聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料,在基體中添加少量的蒙脫土就可以較大幅度地改善材料的力學性能、阻燃性能和熱穩(wěn)定性能。
蒙脫土是一類由納米厚度的表面帶負電的硅酸鹽片層依靠層間的靜電作用而堆積在一起構(gòu)成的土狀礦物。其晶體結(jié)構(gòu)中的晶胞是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構(gòu)成,屬2:1型層狀硅酸鹽。這種特殊的晶體結(jié)構(gòu)賦予蒙脫土獨特的性質(zhì),如表面極性大、陽離子交換能力強、層間表面含水等。但是,蒙脫土層間有大量無機離子而表現(xiàn)出親水疏油性,不利于其在聚合物基體中的分散,因此要對蒙脫土進行有機改性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種土壤污染吸附材料的制備方法,采用非離子表面活性劑及陰離子表面活性劑對蒙脫土進行有機改性,所制備的吸附材料對重金屬污染的土壤有較強的吸附能力。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
本發(fā)明為一種土壤污染吸附材料的制備方法,包括如下具體步驟:
S1、將蒙脫石破碎至粒徑為1.65-2.2mm,得到蒙脫石顆粒;
S2、將S1中得到的蒙脫石顆粒加入至1mol/L NaCl溶液中,機械攪拌一定時間得到鈉基蒙脫石顆粒;
靜置一段時間后傾倒上層清液,洗滌鈉基蒙脫石顆粒至用硝酸銀溶液檢測無氯離子殘留;
將該洗滌后的鈉基蒙脫石顆粒烘干后磨碎過180-220目篩得到鈉基蒙脫石粉末;
S3、將S2中得到的鈉基蒙脫石粉末加入到月桂醇溶液中,固液比為1:20,水浴震蕩一段時間后得到有機改性蒙脫石懸液;
將該有機改性蒙脫石懸液真空抽濾后真空干燥得到有機改性蒙脫石粉末;
S4、將S3中得到的有機改性蒙脫石粉末加入十二烷基苯磺酸鈣溶液,固液比為1:17,水浴震蕩一段時間后得到混合改性蒙脫石懸液;
將該混合改性蒙脫石懸液冷卻至室溫,真空抽濾后烘干得到混合改性蒙脫石粉末。
進一步地,所述S2中機械攪拌溫度為30℃,機械攪拌時間為4-6h,機械攪拌速率為180-220r/min。
進一步地,所述S2中烘干溫度為90-105℃,烘干時間為6h。
進一步地,S3中所述月桂醇溶液濃度為0.1g/mL,所述月桂醇溶液溶劑為丙二醇溶液。
進一步地,所述S3中水浴溫度為65℃,水浴震蕩時間為12-16h。
進一步地,S4中所述十二烷基苯磺酸鈣溶液濃度為50g/L,所述十二烷基苯磺酸鈣溶液溶劑為甲醇和甲苯的混合溶液。
進一步地,所述甲醇和甲苯的混合溶液中甲醇和甲苯體積比為1:1。
進一步地,所述S4中水浴溫度為50℃,水浴震蕩時間為3h。
進一步地,所述S4中烘干溫度為105℃,烘干時間為2-4h。
本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明采用非離子表面活性劑及陰離子表面活性劑對蒙脫土進行有機改性,改變蒙脫土表面的高極性,使蒙脫土層間由親水性變?yōu)橛H油性,降低其表面能,同時使蒙脫土的層間距增大,所制備的吸附材料對重金屬污染的土壤有較強的吸附能力。
具體實施方式
本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
S1、將蒙脫石破碎至粒徑為1.65mm,得到蒙脫石顆粒;
S2、將S1中得到的蒙脫石顆粒加入至1mol/L NaCl溶液中,于30℃水浴條件下機械攪拌4h,攪拌速度為180r/min,得到鈉基蒙脫石懸液;
靜置20-30min后傾倒上層清液,用去離子水將鈉基蒙脫石顆粒洗滌3-5次后用1mol/L硝酸銀溶液檢測是否有氯離子殘留;
將該洗滌后的鈉基蒙脫石顆粒放入90℃烘箱中烘干6h,磨碎過180目篩得到鈉基蒙脫石粉末;
S3、丙二醇溶液中加入月桂醇配置成0.1g/mL的表面活性劑溶液,將S2中得到的鈉基蒙脫石粉末加入到該表面活性劑溶液中,固液比為1:20,65℃水浴震蕩12h,得到有機改性蒙脫石懸液;
將該有機改性蒙脫石懸液真空抽濾后真空干燥得到有機改性蒙脫石粉末;
S4、甲醇和甲苯的混合溶液中加入十二烷基苯磺酸鈣配置成50g/L陰離子表面活性劑溶液,其中甲醇和甲苯體積比為1:1,將S3中得到的有機改性蒙脫石粉末加入該陰離子表面活性劑溶液,固液比為1:17,50℃水浴震蕩3h,得到混合改性蒙脫石懸液;
將該混合改性蒙脫石懸液冷卻至室溫,真空抽濾后置于105℃烘箱烘干2h后得到混合改性蒙脫石粉末。
實施例2
S1、將蒙脫石破碎至粒徑為2.2mm,得到蒙脫石顆粒;
S2、將S1中得到的蒙脫石顆粒加入至1mol/L NaCl溶液中,于30℃水浴條件下機械攪拌6h,攪拌速度為220r/min,得到鈉基蒙脫石懸液;
靜置30min后傾倒上層清液,用去離子水將鈉基蒙脫石顆粒洗滌5次后用1mol/L硝酸銀溶液檢測是否有氯離子殘留;
將該洗滌后的鈉基蒙脫石顆粒放入105℃烘箱中烘干6h,磨碎過220目篩得到鈉基蒙脫石粉末;
S3、丙二醇溶液中加入月桂醇配置成0.1g/mL的表面活性劑溶液,將S2中得到的鈉基蒙脫石粉末加入到該表面活性劑溶液中,固液比為1:20,65℃水浴震蕩16h,得到有機改性蒙脫石懸液;
將該有機改性蒙脫石懸液真空抽濾后真空干燥得到有機改性蒙脫石粉末;
S4、甲醇和甲苯的混合溶液中加入十二烷基苯磺酸鈣配置成50g/L陰離子表面活性劑溶液,其中甲醇和甲苯體積比為1:1,將S3中得到的有機改性蒙脫石粉末加入該陰離子表面活性劑溶液,固液比為1:17,50℃水浴震蕩3h,得到混合改性蒙脫石懸液;
將該混合改性蒙脫石懸液冷卻至室溫,真空抽濾后置于105℃烘箱烘干4h后得到混合改性蒙脫石粉末。
實施例3
S1、將蒙脫石破碎至粒徑為2.01mm,得到蒙脫石顆粒;
S2、將S1中得到的蒙脫石顆粒加入至1mol/L NaCl溶液中,于30℃水浴條件下機械攪拌5h,攪拌速度為200r/min,得到鈉基蒙脫石懸液;
靜置20-30min后傾倒上層清液,用去離子水將鈉基蒙脫石顆粒洗滌3-5次后用1mol/L硝酸銀溶液檢測是否有氯離子殘留;
將該洗滌后的鈉基蒙脫石顆粒放入100℃烘箱中烘干6h,磨碎過200目篩得到鈉基蒙脫石粉末;
S3、丙二醇溶液中加入月桂醇配置成0.1g/mL的表面活性劑溶液,將S2中得到的鈉基蒙脫石粉末加入到該表面活性劑溶液中,固液比為1:20,65℃水浴震蕩14h,得到有機改性蒙脫石懸液;
將該有機改性蒙脫石懸液真空抽濾后真空干燥得到有機改性蒙脫石粉末;
S4、甲醇和甲苯的混合溶液中加入十二烷基苯磺酸鈣配置成50g/L陰離子表面活性劑溶液,其中甲醇和甲苯體積比為1:1,將S3中得到的有機改性蒙脫石粉末加入該陰離子表面活性劑溶液,固液比為1:17,50℃水浴震蕩3h,得到混合改性蒙脫石懸液;
將該混合改性蒙脫石懸液冷卻至室溫,真空抽濾后置于105℃烘箱烘干3h后得到混合改性蒙脫石粉末。
本發(fā)明采用非離子表面活性劑及陰離子表面活性劑對蒙脫土進行有機改性,改變蒙脫土表面的高極性,使蒙脫土層間由親水性變?yōu)橛H油性,降低其表面能,同時使蒙脫土的層間距增大,所制備的吸附材料對重金屬污染的土壤有較強的吸附能力。
以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例和說明,所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代,只要不偏離發(fā)明或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍,均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。