專利名稱：綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苯酚吸附劑，具體涉及綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
苯酚和酚類衍生物同屬于環(huán)境污染物，許多行業(yè)如石油、石油化工、煤炭轉(zhuǎn)化、農(nóng)藥、涂料、制藥、塑料、造紙等行業(yè)都向環(huán)境中排放酚類化合物。苯酚通過各種途徑排放到地下水、地表水和土壤中，給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的危害。去除水中的苯酚污染物有很多物理化學(xué)方法和生物方法，活性炭吸附、生物降解、化學(xué)氧化、溶劑萃取、樹脂和薄膜離子交換是比較常用的方法。除此之外，還有用粘土礦物、粉煤灰、煤、廢料、甲殼質(zhì)的選擇吸附特性吸附水溶液中的苯酚。國內(nèi)的工業(yè)廢水一般用活性炭作為吸附劑，但由于活性炭造價較高，再生復(fù)雜且費(fèi)用昂貴，處理效率低，使污染處理在經(jīng)濟(jì)上難以承受。因此，尋找一種較為廉價的污水凈化材料，降低污水處理成本，提高凈化效率，已成為污水處理中亟待解決的問題。沸石是架狀構(gòu)造的含水鋁硅酸鹽礦物，在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用，由于這類礦物晶體具有很開曠的硅氧格架，在晶體內(nèi)部形成許多孔徑均勻的孔道和內(nèi)表面很大的空穴，從而具有獨(dú)特的吸附、篩分、陽離子交換和催化等性能。為了提高天然沸石的吸附能力，采用表面活性劑來對沸石進(jìn)行改性，擴(kuò)大其層間距與表面活性，是提高吸附能力的有效手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑及其制備方法。該吸附劑具有高表面活性，其對有機(jī)污染物苯酚的吸附能力與普通沸石相比提高10倍以上。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑的制備方法，包括如下步驟:a.取濃度為1.0 1.2wt%的十六烷基_3_甲基咪唑氯化物水溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至堿性，制得改性劑溶液；b.將沸石與步驟a制備的改性劑溶液共混；c.在離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，取沉淀用蒸餾水洗滌再離心，重復(fù)上述步驟，直到上清液用硝酸銀溶液檢驗(yàn)沒有白色沉淀為止；d.將步驟c分離得到的固體物質(zhì)用電熱鼓風(fēng)干燥箱烘干，即制得改性沸石。如上所述的制備方法，優(yōu)選地，所述沸石為天然沸石，細(xì)度為200目以上。如上所述的制備方法，優(yōu)選地，所述步驟b中所述沸石與改性劑溶液的質(zhì)量體積比為 1: 9.5 10.5。如上所述的制備方法，優(yōu)選地，所述步驟b的共混操作在水浴恒溫振蕩器中進(jìn)行，在15 25°C下振蕩30 50min。如上所述的制備方法，優(yōu)選地，所述步驟的烘干操作在80 100°C下進(jìn)行，烘干后在100 110°C下活化2.00 2.50小時。
一種綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑，其是采用如上所述的方法制備的。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明采用溶液共混的方法制備綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑。依據(jù)沸石表面的陽離子交換容量(CEC)與表面活性劑雙分子層的形成機(jī)理，確定綠色溶劑溶液的最佳濃度范圍。調(diào)節(jié)溶液的PH為堿性，是由于在堿性環(huán)境中沸石表面的負(fù)電性增強(qiáng)，通過沸石表面產(chǎn)生的負(fù)電荷對有機(jī)陽離子表面改性劑的靜電吸引作用，促進(jìn)改性劑與沸石表面結(jié)合。共混步驟在數(shù)顯水浴恒溫振蕩器中進(jìn)行，20°C下振蕩30min，此條件為熱力學(xué)最佳溫度條件和達(dá)到沸石飽和吸附量的最短時間。本方法原料易得，操作簡便，制備的苯酚吸附劑綠色無污染，吸附能力與普通沸石相比提高10倍以上。


圖1為天然沸石與改性沸石的紅外對比圖。圖2為天然沸石與改性沸石對苯酚的吸附力對比圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例1:綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑的制備(一)原料及試劑天然沸石，細(xì)度200目，河南信陽上天梯。十六烷基-3-甲基咪唑氯化物，分子量為361.01，CAS:404001-62_3，上海達(dá)瑞精細(xì)化學(xué)品有限公司。( 二)制備步驟A.取濃度為1.1wt %的十六烷基-3-甲基咪唑氯化物水溶液，用NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH至7.5，制得改性劑溶液；B.取50ml改性劑溶液與5g天然沸石混合置于水浴恒溫振蕩器中，于20°C下振蕩30min ；C.在離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，取沉淀用蒸餾水洗滌再離心，重復(fù)上述步驟，直到上清液用硝酸銀溶液檢驗(yàn)沒有白色沉淀為止；D.將步驟C分離得到的固體物質(zhì)用電熱鼓風(fēng)干燥箱烘干，烘干溫度為90°C，再于105°C下活化2小時，即制得改性沸石。圖1為天然沸石與改性沸石的紅外對比圖。實(shí)施例2苯酚吸附性能測定(一)樣品及試劑I)天然沸石，細(xì)度200目，河南信陽上天梯。2)改性沸石，實(shí)施例1制備。3)無酚水:于IL水中加入0.2g經(jīng)200°C活化的0.45h的活性炭粉末，充分振搖后，放置過夜。用雙層中速濾紙過濾，移入蒸餾瓶中加熱蒸餾，收集餾出液備用。4)苯酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液:稱取Ig苯酚溶于水中，移入IL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。P =lg/L。冰箱中保存，至少穩(wěn)定一個月。
5)苯酚標(biāo)準(zhǔn)中間液:取ImL苯酚貯備液于IOOmL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。P=為10.0mg/L。使用時當(dāng)天配置。6)緩沖溶液(pH約為10):稱取IOg氯化銨溶于50mL氨水(P =為0.9g/mL)中，加塞，至冰箱中保存。7)2% (m/V) 4-氨基替比林溶液:稱取4-氨基替比林Ig溶于水，稀釋至50mL，置于冰箱中保存。8)8% (m/V)鐵氰化鉀溶液:稱取鐵氰化鉀4g溶于水，稀釋至50mL，置于冰箱中保存。(二)苯酚吸附性能測定配制濃度為20、40、60、80、100、200、400、600、800、1000、2000、4000、6000、8000、10000mg/L的苯酚溶液，分別取2g天然沸石和改性沸石與20ml苯酚溶液混合，常溫下振蕩2h后，在離心機(jī)中分離，取上層清液，加0.5ml緩沖溶液，混勻，加1.0ml4-氨基替比林溶液，混勻，再加1.0ml鐵氰化鉀溶液，充分混勻后，密塞，放置lOmin。用紫外分光光度計分別測試顯色溶液的吸光度，依據(jù)苯酚標(biāo)準(zhǔn)曲線計算其吸附量，對比天然沸石和改性沸石對苯酚的吸附性能。測試結(jié)果如圖2所示，改性沸石對苯酚的吸附力比天然沸石提高10倍以上。
權(quán)利要求
1.一種綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: a.取濃度為1.0 1.2wt%的十六烷基-3-甲基咪唑氯化物水溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至堿性，制得改性劑溶液； b.將沸石與步驟a制備的改性劑溶液共混； c.在離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，取沉淀用蒸餾水洗滌再離心，重復(fù)上述步驟，直到上清液用硝酸銀溶液檢驗(yàn)沒有白色沉淀為止； d.將步驟C分離得到的固體物質(zhì)用電熱鼓風(fēng)干燥箱烘干，即制得改性沸石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述沸石為天然沸石，細(xì)度為200目以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟b中所述沸石與改性劑溶液的質(zhì)量體積比為1:9.5 10.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟b的共混操作在水浴恒溫振蕩器中進(jìn)行，在15 25°C下振蕩30 50min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟的烘干操作在80 100°C下進(jìn)行，烘干后在100 110°C下活化2.00 2.50小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括如下步驟: a.取濃度為1.lwt%的十六烷基-3-甲基咪唑氯化物水溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至堿性，制得改性劑溶液； b.將沸石與改性劑溶液按照質(zhì)量體積比為1:10置于水浴恒溫振蕩器中，于20°C下振蕩 30min ； c.在離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，取沉淀用蒸餾水洗滌再離心，重復(fù)上述步驟，直到上清液用硝酸銀溶液檢驗(yàn)沒有白色沉淀為止； d.將步驟c分離得到的固體物質(zhì)用電熱鼓風(fēng)干燥箱烘干，烘干溫度為90°C，再于105°C下活化2小時，即制得改性沸石。
7.—種綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑，其特征在于:其是采用如權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法制備的。
全文摘要
一種綠色溶劑改性沸石苯酚吸附劑的制備方法，包括如下步驟a.取濃度為1.0～1.2wt％的十六烷基-3-甲基咪唑氯化物溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至堿性，制得改性劑溶液；b.將沸石與步驟a制備的改性劑溶液共混；c.在離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，取沉淀用蒸餾水洗滌再離心，重復(fù)上述步驟，直到上清液用硝酸銀溶液檢驗(yàn)沒有白色沉淀為止；d.將步驟c分離得到的固體物質(zhì)用電熱鼓風(fēng)干燥箱烘干，即制得改性沸石。該方法原料易得，操作簡便，制備的苯酚吸附劑綠色無污染，吸附能力與普通沸石相比提高10倍以上。
文檔編號C01B39/02GK103157433SQ201310114138
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者張國祥, 譚明, 高云鶴, 張樹冬, 高國偉, 張鐵源, 曲文龍 申請人:沈陽水務(wù)集團(tuán)有限公司