柱撐復(fù)合型洗消劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及柱撐復(fù)合型洗消劑的制備方法，包括以下步驟：1）無機鋁柱撐劑的制備；2）無機鋁柱撐/膨潤土復(fù)合產(chǎn)物的制備；3）將步驟2）的產(chǎn)物均勻分散至去離子水中，緩慢滴加表面活性劑水溶液，滴加完畢后攪拌，產(chǎn)品經(jīng)抽濾固液分離，用去離子水洗滌，真空干燥至產(chǎn)品恒重，研磨過篩，得到產(chǎn)品。利用本發(fā)明的方法制備的柱撐復(fù)合型洗消劑的層間結(jié)構(gòu)較MMT更為優(yōu)異，對苯酚的去除率大大增加。
【專利說明】柱撐復(fù)合型洗消劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種洗消劑的制備方法，特別涉及一種柱撐復(fù)合型洗消劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]苯酚是重要的有機化工原料，在合成纖維、塑料、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥煉油等工業(yè)中有著重要用途，但是其對人類的健康和環(huán)境危害較大，一旦泄露將對人體及周邊環(huán)境造成腐蝕及污染。因此，為有效降低泄漏事故中苯酚的毒害作用，避免洗消對水體及其關(guān)聯(lián)生物的二次危害，有必要對苯酚泄漏事故進(jìn)行快速、高效、環(huán)境友好的應(yīng)急洗消處置以滿足消防部隊的應(yīng)急救援要求。膨潤土具有很強的吸附能力和陽離子交換能力，但其本身受層間距小，耐熱性差等缺點限制，難以直接應(yīng)用于廢水處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了彌補膨潤土的缺陷，本發(fā)明以膨潤土為原料，將表面活性劑引入氫氧化鋁柱撐的膨潤土 (簡稱鋁柱撐膨潤土)層間從而合成出更大孔徑的無機-有機復(fù)合鋁柱撐復(fù)合型膨潤土。
[0004]本發(fā)明的柱撐復(fù)合型洗消劑的制備方法，包括以下步驟:
[0005](1)、制備無機鋁柱撐劑；
[0006](2)、取經(jīng)研磨過篩處理后的膨潤土置于燒瓶內(nèi)，加入200mL去離子水，充分?jǐn)嚢瑁瑢⒉牧铣浞址稚⒃谒?，加熱?0°C，緩慢滴加無機鋁柱撐劑，保持鋁離子與膨潤土用量比為10mmol/g，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌4~5h，經(jīng)抽濾固液分離，固體用去離子水洗滌至用硝酸銀溶液檢測洗滌液中無氯離子存在，再60°C下真空干燥至產(chǎn)品恒重，研磨產(chǎn)物，過200目篩，制得無機鋁柱撐/膨潤土復(fù)合產(chǎn)物，待用；
[0007](3)、將步驟(2)的產(chǎn)物均勻分散至200mL去離子水中，加熱至70°C，采取分步滴加法緩慢滴加表面活性劑水溶液，保持膨潤土用量與表面活性劑水溶液用量質(zhì)量比1:30，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌4~5小時，產(chǎn)品經(jīng)抽濾固液分離，用去離子水洗滌至用硝酸銀溶液檢測洗滌液中無氯離子存在，在60°C下真空干燥至產(chǎn)品恒重，研磨產(chǎn)物，過200目篩，得到柱撐復(fù)合型洗消劑。
[0008]表面活性劑水溶液的質(zhì)量百分濃度范圍為I~50%。
[0009]所述表面活性劑包括3-十二烷氧基-2-十八酰氧基丙基三甲基氯化銨，十二烷基三甲基氯化銨，十四烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨，十六烷基氯化吡啶，十八烷基三甲基溴化銨，二十二烷基三甲基氯化銨，乙撐基雙(十二烷基二甲基氯化銨)，乙撐基雙(十八烷基二甲基氯化銨)，八烷基糖苷乙基三甲基氯化銨，十烷基糖苷乙基三甲基氯化銨，十二烷基糖苷乙基三甲基氯化銨。
[0010]一種柱撐復(fù)合型洗消劑的用途，其特征在于，吸附水樣中苯酚的適宜條件為:振蕩時間為120min、環(huán)境溫度為25°C、洗消劑用量為0.30g、水中pH=6.86。[0011]本發(fā)明的有益效果有以下兩點:(1)利用本發(fā)明的方法制備的柱撐復(fù)合型洗消劑的層間結(jié)構(gòu)較MMT更為優(yōu)異；(2)利用本發(fā)明的方法制備的柱撐復(fù)合型洗消劑對苯酚的去除率大大增加。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1 為 A113/D0TAC/MMT 體系與 MMT 的 FTIR 圖；
[0013]圖2 為 A113/D0TAC/MMT 的 TG/DTG 曲線；
[0014]圖3為A113/D0TAC/MMT體系的等溫吸附_脫附曲線；
[0015]圖4為A113/D0TAC/MMT體系的BET 二常數(shù)方程擬合結(jié)果；
[0016]圖5為A113/D0TAC/MMT體系的X-射線衍射圖譜；
[0017]圖6為振蕩時間對A113/D0TAC/MMT洗消苯酚水樣的影響；
[0018]圖7為環(huán)境溫度對A113/D0TAC/MMT體系洗消苯酚水樣影響；
[0019]圖8為A113/D0TAC/MMT用量對苯酚洗消量的影響；
[0020]圖9為水樣pH對A113/D0TAC/MMT體系復(fù)合洗消劑苯酚洗消量的影響。
【具體實施方式】
[0021]實施例:
[0022](I)無機鋁柱撐劑的制備:0.2g/L三氯化鋁溶液IOOmL置于燒瓶中加熱至80°C，恒溫攪拌，緩慢滴加0.66g/L氫氧化鈉溶液IOOmL,滴加完畢后保持溫度在80°C，攪拌2h后結(jié)束反應(yīng)，將溶液置于室溫下陳化48h，上層清液為鋁柱撐添加劑(氫氧化鋁膠體)，簡稱Al13 ；
[0023](2)無機鋁柱撐/膨潤土復(fù)合產(chǎn)物的制備:取經(jīng)研磨過篩處理后的膨潤土(MMT)置于燒瓶內(nèi)，加入200mL去離子水，充分?jǐn)嚢瑁瑢⒉牧铣浞址稚⒃谒?，加熱?0°C，緩慢滴加無機鋁柱撐劑Al13,保持鋁離子與膨潤土用量比為lOmmol/g，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌4~5h，經(jīng)抽濾固液分離，固體用去離子水洗滌至用硝酸銀溶液檢測洗滌液中無氯離子存在，在60°C下真空干燥至產(chǎn)品恒重，研磨產(chǎn)物，過200目篩，制得無機鋁柱撐/膨潤土復(fù)合產(chǎn)物，待用；
[0024](3)將實例(2)的產(chǎn)物均勻分散至200mL去離子水中，加熱至70°C，采取分步滴加法緩慢滴加表面活性劑3-十二烷氧基-2-十八酰氧基丙基三甲基氯化銨(DOTAC)水溶液(質(zhì)量百分濃度為50%)，保持膨潤土用量與3-十二烷氧基-2-十八酰氧基丙基三甲基氯化銨(DOTAC)水溶液用量質(zhì)量比為1:30，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌4~5小時，產(chǎn)品經(jīng)抽濾固液分離，用去離子水洗滌至用硝酸銀溶液檢測洗滌液中無氯離子存在，在60°C下真空干燥至產(chǎn)品恒重，研磨產(chǎn)物，過200目篩，得到柱撐復(fù)合型洗消劑，簡稱為A113/D0TAC/MMT。
[0025]A113/D0TAC/MMT 的結(jié)構(gòu)表征
[0026](I)傅里葉紅外分析
[0027]對A113/D0TAC/MMT進(jìn)行傅里葉紅外分析，并與MMT進(jìn)行對比，見圖1。
[0028]由圖1知，比較A113/D0TAC/MMT和MMT的紅外譜圖分析結(jié)果可以看出:在1036CHT1，916cm_1,837cm_1, 796cm_1, 519cm_1,463cm_1 附近處，A113/D0TAC/MMT 和 MMT 皆存在吸收峰，其分別是S1-0，A1-0H, Fe-OH和Mg-OH的伸縮振動和S1-O-Mg和S1-O-Fe的彎曲振動，這表明A113/D0TAC/MMT復(fù)合體系中的結(jié)構(gòu)層間離子被其他有機基團(tuán)置換，但仍保持層狀硅酸鹽骨架；在3620CHT1和3430CHT1附近處有羥基-OH的伸縮振動峰，3620cm^為MMT結(jié)構(gòu)層內(nèi)的羥基-OH伸縮振動，3430CHT1處峰較寬，為MMT層間水的伸縮振動。這表明MMT層間吸附水的存在；在1640CHT1處有羥基-OH的彎曲振動峰，這表明膨潤土晶格中含有較多結(jié)晶水；這一結(jié)果與單一膨潤土 MMT的熱重分析結(jié)果一致。
[0029]在2920CHT1，2852cm-1,1472cm-1 處，A113/D0TAC/MMT 的紅外吸收峰多出了三個。其中，2920CHT1波數(shù)處是C-H的反對稱伸縮振動吸收峰，2852CHT1波數(shù)處是C-H對稱伸縮振動吸收峰，1472cm-1波數(shù)處是C-H彎曲振動吸收峰。這表明表面活性劑中的長碳鏈已進(jìn)入到MMT層間結(jié)構(gòu)中，在3430cm—1處和1640cm—1處雖然出現(xiàn)了羥基-OH振動吸收峰，但Al13/D0TAC/MMT在該處相對強度明顯弱于MMT。這表明A113/D0TAC/MMT體系的建立起到了疏水作用，致使羥基間締合變小，而其晶格結(jié)構(gòu)依然保留。
[0030](2)熱失重分析
[0031]對A113/D0TAC/MMT樣品進(jìn)行熱失重分析，見圖2。
[0032]由圖2知，A113/D0TAC/MMT的TG/DTG曲線主要有四個失重臺階，第一個失重臺階質(zhì)量損失較小，在50-70°C溫區(qū)，最大質(zhì)量損失速率為0.013%°C 質(zhì)量損失較小可忽略不計，這表明AI i 3/DOTAC/MMT體系的層間親水性己大為減弱，且其中的含水量遠(yuǎn)小于MMT (3.30%);第二個失重臺階在200-300°C溫區(qū)，最大質(zhì)量損失速率為0.39158%°C '質(zhì)量損失為9.24%，這主要是由于體系層間Al柱撐化合物脫去層間和微孔水并開始受熱分解的緣故，300-500°C溫區(qū)的失重臺階是由于膨潤土層間Al柱撐化合物中插層劑結(jié)構(gòu)被破壞及體系有機相受熱分解造成的，最大質(zhì)量損失速率為0.115%°C ―1，質(zhì)量損失為11.2% ;第四個失重臺階在500-700°C溫區(qū)，該溫區(qū)內(nèi)的失重主要是由于膨潤土結(jié)構(gòu)晶格受熱破壞，結(jié)構(gòu)水脫羥造成的，最大質(zhì)量損失速率為0.052%.V ―1，質(zhì)量損失為6.89%。
[0033](3)比表面積及孔徑分析
[0034]對Al 13/D0TAC/MMT體系樣品進(jìn)行BET法比表面積及孔徑分析，樣品的等溫吸附-脫附曲線見圖3。通過BET 二常數(shù)方程對A113/D0TAC/MMT體系樣品氮氣吸附結(jié)果進(jìn)行擬合，效果均較好(R2X).95)，如圖4。經(jīng)計算得到樣品的比表面積及孔徑數(shù)據(jù)如表1所示。
[0035]由表1知，A113/D0TAC/MMT的比表面積為37.40m2/g，累積孔內(nèi)表面積在164.36m2/g左右，累積孔體積分別為0.94m3/g，平均孔直徑分別為22nm左右，以上孔徑數(shù)據(jù)皆高于單一 MMT，在DOTAC添加量相同的條件下，A113/D0TAC/MMT體系在柱撐作用下，復(fù)合體系吸納有機相的吸附位數(shù)量、體積都有增加，因此其比表面積及孔徑結(jié)構(gòu)都有一定的提升和強化。
[0036]表1A113/D0TAC/MMT體系的比表面積及孔徑分析結(jié)果
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種柱撐復(fù)合型洗消劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、制備無機鋁柱撐劑； (2)、取經(jīng)研磨過篩處理后的膨潤土置于燒瓶內(nèi)，加入200mL去離子水，充分?jǐn)嚢瑁瑢⒉牧铣浞址稚⒃谒?，加熱?0°C，緩慢滴加無機鋁柱撐劑，保持鋁離子與膨潤土用量比為10mmol/g，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌4~5h，經(jīng)抽濾固液分離，固體用去離子水洗滌至用硝酸銀溶液檢測洗滌液中無氯離子存在，再60°C下真空干燥至產(chǎn)品恒重，研磨產(chǎn)物，過200目篩，制得無機鋁柱撐/膨潤土復(fù)合產(chǎn)物，待用； (3)、將步驟(2)的產(chǎn)物均勻分散至200mL去離子水中，加熱至70°C，采取分步滴加法緩慢滴加表面活性劑水溶液，保持膨潤土用量與表面活性劑水溶液用量質(zhì)量比1:30，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌4~5小時，產(chǎn)品經(jīng)抽濾固液分離，用去離子水洗滌至用硝酸銀溶液檢測洗滌液中無氯離子存在 ，在60°C下真空干燥至產(chǎn)品恒重，研磨產(chǎn)物，過200目篩，得到柱撐復(fù)合型洗消劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱撐復(fù)合型洗消劑的制備方法，其特征在于:所述表面活性劑包括3-十二烷氧基-2-十八酸氧基丙基二甲基氯化銨，十二烷基二甲基氯化銨，十四烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨，十六烷基氯化吡啶，十八烷基三甲基溴化銨，二十二烷基三甲基氯化銨，乙撐基雙(十二烷基二甲基氯化銨)，乙撐基雙(十八烷基二甲基氯化銨)，八烷基糖苷乙基三甲基氯化銨，十烷基糖苷乙基三甲基氯化銨，十二烷基糖苷乙基三甲基氯化銨。
3.一種柱撐復(fù)合型洗消劑的用途，其特征在于，吸附水樣中苯酚的適宜條件為:振蕩時間為120min、環(huán)境溫度為25°C、洗消劑用量為0.30g、水中pH=6.86。
【文檔編號】C02F1/28GK103833089SQ201410036381
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】盧林剛, 張曉晨, 王俊迪, 邵高聳, 于寶剛 申請人:中國人民武裝警察部隊學(xué)院