本發(fā)明屬于粘土制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種AlCe復(fù)合柱撐粘土的制備方法。
背景技術(shù)：
：粘土作為吸附材料具有來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜、容易再生并且有較高的穩(wěn)定性，且其具有大的層間距、較高的比表面積以及良好的陽(yáng)離子交換性等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染治理領(lǐng)域。但是由于組成結(jié)構(gòu)蒙脫石表面硅氧結(jié)構(gòu)帶負(fù)電荷及層間陽(yáng)離子易水解，使得陰離子和親油性的污染物難于有效處理。因而需要對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性。常見(jiàn)的改性方法多為無(wú)機(jī)改性、有機(jī)改性以及無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合改性。針對(duì)無(wú)機(jī)改性膨潤(rùn)土，多為羥基金屬陽(yáng)離子改性膨潤(rùn)土，如羥基鋁、羥基鐵、羥基鉻等，這些改性金屬單一，不能更好的提高改性粘土的層間距和比表面積，對(duì)于一些特殊場(chǎng)合也不能很好的提高粘土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種AlCe復(fù)合柱撐粘土的制備方法，解決了現(xiàn)有制備方法中粘土層間距小和比表面積低的問(wèn)題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種AlCe復(fù)合柱撐粘土的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1.按質(zhì)量比為1.5:100分別稱取天然鈉基粘土與蒸餾水，將稱取的天然鈉基粘土添加到蒸餾水中，以150～250r/min的速率進(jìn)行振蕩4～5h，使粘土分散，吸水膨脹，得到溶液a；步驟2.將AlCl3溶液和Ce(NO3)3溶液混合，得到混合液d；步驟3.在溫度為60℃～80℃的環(huán)境下，以50～100r/min的速率邊攪拌，邊將NaOH溶液滴加到混合液d中，其中NaOH溶液與混合液d的摩爾比為2.4～2.8：1，反應(yīng)2～3h，得到AlCe交聯(lián)劑b液；步驟4.在溫度為40℃～60℃的環(huán)境下，以50～100r/min的速率邊攪拌，邊將AlCe交聯(lián)劑b液滴加至溶液a中，其中，AlCe交聯(lián)劑b液中所含Al與Ce的物質(zhì)的量的和與溶液a中所含天然鈉基粘土的質(zhì)量的比為8～20mmol：1g，反應(yīng)3～5h，得到混合液c；步驟5.采用真空泵對(duì)步驟4中得到的混合液c進(jìn)行減壓抽濾，用蒸餾水洗滌沉淀至無(wú)CL-，100～120℃烘干，研磨即得AlCe復(fù)合柱撐粘土。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，步驟3中NaOH溶液濃度為1～2mol/L，混合液d的濃度為4～5mol/L。混合液d中Al與Ce的摩爾比為2.5～5：1。本發(fā)明的有益效果是，采用本發(fā)明的一種AlCe復(fù)合柱撐粘土的制備方法制備的黏土其復(fù)合粘土的比表面積和層間距尺寸有效改善了，同時(shí)提高了粘土的吸附性能。附圖說(shuō)明圖1是鈉基粘土、Al柱撐粘土以及AlCe復(fù)合柱撐粘土的XRD譜圖；圖2是AlCe復(fù)合柱撐粘土的N2吸附脫附等溫曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的一種AlCe復(fù)合柱撐粘土的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1.按質(zhì)量比為1.5:100分別稱取天然鈉基粘土與蒸餾水，將稱取的天然鈉基粘土添加到蒸餾水中，以150～250r/min的速率進(jìn)行振蕩4～5h，使粘土分散，吸水膨脹，得到溶液a；步驟2.將AlCl3溶液和Ce(NO3)3溶液混合，得到混合液d；步驟3.在溫度為60℃～80℃的環(huán)境下，以50～100r/min的速率邊攪拌，邊將NaOH溶液滴加到混合液d中，其中NaOH溶液與混合液d的摩爾比為2.4～2.8：1，反應(yīng)2～3h，得到AlCe交聯(lián)劑b液；步驟4.在溫度為40℃～60℃的環(huán)境下，以50～100r/min的速率邊攪拌，邊將AlCe交聯(lián)劑b液滴加至溶液a中，其中，AlCe交聯(lián)劑b液中所含Al與Ce的物質(zhì)的量的和與溶液a中所含天然鈉基粘土的質(zhì)量的比為8～20mmol：1g，反應(yīng)3～5h，得到混合液c；步驟5.采用真空泵對(duì)步驟4中得到的混合液c進(jìn)行減壓抽濾，用蒸餾水洗滌沉淀至無(wú)Cl-，100～120℃烘干，研磨即得AlCe復(fù)合柱撐粘土。步驟3中NaOH溶液濃度為1～2mol/L，混合液d的濃度為4～5mol/L。混合液d中Al與Ce的摩爾比為2.5～5：1。圖1是鈉基粘土、Al柱撐粘土和AlCe復(fù)合柱撐粘土的XRD譜圖，從圖1可以看出AlCe復(fù)合柱撐粘土特征衍射峰位置發(fā)生左移，2θ減小，其余處的衍射峰位置基本保持一致，說(shuō)明AlCe復(fù)合柱撐粘土和鈉基粘土相比，層間距得到有效增大，但結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。圖2是為AlCe柱撐粘土的N2吸附脫附等溫曲線，從圖2可以看出，AlCe柱撐粘土的吸附類型屬于Ⅱ類等溫曲線，即在低壓力段吸附曲線呈凸形，固體表面對(duì)氣體分子的吸附力遠(yuǎn)大于氣體分子之間的吸附力時(shí)，即第一層吸附比后面吸附要強(qiáng)烈的多，逐漸單分子層吸附達(dá)到飽和，隨著相對(duì)壓力的增加，開(kāi)始形成多吸附層，吸附量逐漸增加，直至達(dá)到飽和蒸汽壓時(shí)吸附層數(shù)達(dá)到無(wú)窮。實(shí)施例1：本發(fā)明的一種AlCe復(fù)合柱撐粘土的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1.按質(zhì)量比為1.5:100分別稱取天然鈉基粘土與蒸餾水，將稱取的天然鈉基粘土添加到蒸餾水中，以150r/min的速率進(jìn)行振蕩4h，使粘土分散，吸水膨脹，得到溶液a；步驟2.將AlCl3溶液和Ce(NO3)3溶液混合，得到混合液d，其中混合液d中Al與Ce的摩爾比為2.5：1；步驟3.在溫度為60℃的環(huán)境下，以50r/min的速率邊攪拌，邊將濃度為1mol/L的NaOH溶液滴加到濃度為4mol/L的混合液d中，其中NaOH溶液與混合液d的摩爾比為2.4：1，反應(yīng)2h，得到AlCe交聯(lián)劑b液；步驟4.在溫度為40℃的環(huán)境下，以50r/min的速率邊攪拌，邊將AlCe交聯(lián)劑b液滴加至溶液a中，其中，AlCe交聯(lián)劑b液中所含Al與Ce的物質(zhì)的量的和與溶液a中所含天然鈉基粘土的質(zhì)量的比為8mmol：1g，反應(yīng)3h，得到混合液c；步驟5.采用真空泵對(duì)步驟3中得到的混合液c進(jìn)行減壓抽濾，用蒸餾水洗滌沉淀至無(wú)Cl-，100℃烘干，研磨即得AlCe復(fù)合柱撐粘土。表1吸附劑比表面積(m2/g)總孔體積(cm3/g)平均孔徑(nm)鈉基粘土34.0080.00714.719羥基鋁改性117.560.0443.451AlCe柱撐粘土219.5800.0174.601表1是鈉基粘土、Al柱撐粘土和AlCe復(fù)合柱撐粘土的比表面積、總孔體積和平均孔徑，分別對(duì)應(yīng)實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從表中可以看出鈉基粘土經(jīng)AlCe復(fù)合改性后，其比表面積和總孔體積有較大提高，平均孔徑減少，說(shuō)明AlCe復(fù)合柱撐粘土的吸附性能將增大。圖2結(jié)合表1中數(shù)據(jù)表明AlCe柱撐粘土總比表面積增大且孔徑變小，說(shuō)明復(fù)合改性后的粘土孔道變窄，孔隙率增多，由改性前的大孔變?yōu)楦男院蟮奈⒖?。?shí)施例2本發(fā)明的一種AlCe復(fù)合柱撐粘土的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1.按質(zhì)量比為1.5:100分別稱取天然鈉基粘土與蒸餾水，將稱取的天然鈉基粘土添加到蒸餾水中，以200r/min的速率進(jìn)行振蕩4.5h，使粘土分散，吸水膨脹，得到溶液a；步驟2.將AlCl3溶液和Ce(NO3)3溶液混合，得到混合液d，其中混合液d中Al與Ce的摩爾比為3.75：1；步驟3.在溫度為70℃的環(huán)境下，以75r/min的速率邊攪拌，邊將濃度為1.5mol/L的NaOH溶液緩慢滴加到濃度為4.5mol/L的混合液d中，其中NaOH溶液與混合液d的摩爾比為2.6：1，反應(yīng)2.5h，得到AlCe交聯(lián)劑b液；步驟4.在溫度為50℃的環(huán)境下，以75r/min的速率邊攪拌，邊將AlCe交聯(lián)劑b液緩慢滴加至溶液a中，其中，AlCe交聯(lián)劑b液中所含Al與Ce的物質(zhì)的量的和與溶液a中所含天然鈉基粘土的質(zhì)量的比為14mmol：1g，反應(yīng)4h，得到混合液c；步驟5.采用真空泵對(duì)步驟3中得到的混合液c進(jìn)行減壓抽濾，用蒸餾水洗滌沉淀至無(wú)Cl-，110℃烘干，研磨即得AlCe復(fù)合柱撐粘土。表2是鈉基粘土、Al柱撐粘土和AlCe復(fù)合柱撐粘土的比表面積、總孔體積和平均孔徑，分別對(duì)應(yīng)實(shí)施例2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從表中可以看出鈉基粘土經(jīng)AlCe復(fù)合改性后，其比表面積和總孔體積有較大提高，平均孔徑減少，說(shuō)明AlCe復(fù)合柱撐粘土的吸附性能將增大。表2吸附劑比表面積(m2/g)總孔體積(cm3/g)平均孔徑(nm)鈉基粘土34.0080.00714.719羥基鋁改性118.450.0463.492AlCe柱撐粘土220.350.0184.721實(shí)施例3本發(fā)明的一種AlCe復(fù)合柱撐粘土的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1.按質(zhì)量比為1.5:100分別稱取天然鈉基粘土與蒸餾水，將稱取的天然鈉基粘土添加到蒸餾水中，以250r/min的速率進(jìn)行振蕩5h，使粘土分散，吸水膨脹，得到溶液a；步驟2.將AlCl3溶液和Ce(NO3)3溶液混合，得到混合液d，其中混合液d中Al與Ce的摩爾比為5：1；步驟3.在溫度為80℃的環(huán)境下，以100r/min的速率邊攪拌，邊將濃度為2mol/L的NaOH溶液緩慢滴加到濃度為5mol/L的混合液d中，其中NaOH溶液與混合液d的摩爾比為2.8：1，反應(yīng)3h，得到AlCe交聯(lián)劑b液；步驟4.在溫度為60℃的環(huán)境下，以100r/min的速率邊攪拌，邊將AlCe交聯(lián)劑b液緩慢滴加至溶液a中，其中，AlCe交聯(lián)劑b液中所含Al與Ce的物質(zhì)的量的和與溶液a中所含天然鈉基粘土的質(zhì)量的比為20mmol：1g，反應(yīng)5h，得到混合液c；步驟5.采用真空泵對(duì)步驟3中得到的混合液c進(jìn)行減壓抽濾，用蒸餾水洗滌沉淀至無(wú)Cl-，120℃烘干，研磨即得AlCe復(fù)合柱撐粘土。表3是鈉基粘土、Al柱撐粘土和AlCe復(fù)合柱撐粘土的比表面積、總孔體積和平均孔徑，分別對(duì)應(yīng)實(shí)施例3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從表中可以看出鈉基粘土經(jīng)AlCe復(fù)合改性后，其比表面積和總孔體積有較大提高，平均孔徑減少，說(shuō)明AlCe復(fù)合柱撐粘土的吸附性能將增大。表3吸附劑比表面積(m2/g)總孔體積(cm3/g)平均孔徑(nm)鈉基粘土34.0080.00714.719羥基鋁改性117.980.0453.462AlCe柱撐粘土221.790.01874.834當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3