一種親水改性膨潤土的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種親水改性膨潤土的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]膨潤土的比表面積大，熱穩(wěn)定性高，吸附性能好，是一種潛在的高效廉價(jià)的環(huán)保吸附劑，但膨潤土也存在溶脹性較大、難于沉降等缺點(diǎn)，為解決實(shí)際應(yīng)用的問題，制備一種吸附效果更高、沉降性能好和價(jià)格低廉的膨潤土凈水劑成為研究的熱點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，丙烯酰胺與膨潤土的復(fù)合物幾乎全部作為一種高吸水性復(fù)合材料來研制的，這種復(fù)合材料的制備方法主要有溶液聚合法、反相懸浮聚合法、輻射聚合法。①溶液聚合法是指將反應(yīng)單體和引發(fā)劑等溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲卸M(jìn)行的聚合方法(季鴻漸等在《含膨潤土的部分水解交聯(lián)聚丙烯酰胺高吸水性樹脂的研究中》)。這種制備方法單體的轉(zhuǎn)化率低，聚合速度慢；產(chǎn)物干燥困難；反應(yīng)釜內(nèi)易形成塊狀凝膠難以處理；②反相懸浮聚合法是以有機(jī)溶劑為分散介質(zhì)，水溶性單體在懸浮劑和強(qiáng)烈攪拌作用下，分散成懸浮水相液滴，引發(fā)劑溶解在水相液滴中而進(jìn)行的聚合方法。(張小紅等在《聚丙烯酸鈉/蒙脫石復(fù)合高吸水性樹脂的合成與性能》，CN1769191用于水處理的膨潤土基復(fù)合材料及其制備方法)。其最大缺點(diǎn)是工藝過程復(fù)雜，產(chǎn)品的后處理較困難，必須去掉產(chǎn)物中低分子反應(yīng)物和所夾帶的溶劑，同時(shí)要回收大量的分散介質(zhì)。③輻射引發(fā)聚合法是使用γ-射線或紫外光輻照引發(fā)接枝共聚反應(yīng)的方法(李紅等在《超吸水性聚丙烯酰胺/蒙脫土復(fù)合材料力學(xué)性質(zhì)的研究》)。但由于射線輻射能量高，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的選擇性差，容易發(fā)生副反應(yīng)，從而限制了該方法的應(yīng)用范圍。
[0003]CN200910058436公開了用于從水中除氟的復(fù)合膨潤土及其制備方法涉及用吸附法處理水的技術(shù)領(lǐng)域，該用于從水中除氟的復(fù)合膨潤土由鈣基膨潤土和聚合其上的聚丙烯酰胺構(gòu)成，其中聚丙烯酰胺所占整體的質(zhì)量百分比為10%?25%，鈣基膨潤土所占整體的質(zhì)量百分比為75%?90%，這里所說的聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺單體在引發(fā)劑偶氮二異丁腈和交聯(lián)劑甲醛的作用下進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)生成。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中用于從水中除氟的吸附材料的價(jià)格高、吸附性能較低的缺點(diǎn)，同時(shí)也克服了現(xiàn)有聚丙烯酰胺/膨潤土復(fù)合物僅用于做吸水劑，而且其中膨潤土的含量不高于70%的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種親水改性膨潤土的制備方法。
[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種親水改性膨潤土的制備方法，其步驟如下:首先制備鋁基膨潤土，將膨潤土和4_6wt%氯化鋁溶液混合攪拌，靜置沉降，取出上清液留用，固液分離后將得到固體在120°C下干燥，然后粉碎，經(jīng)篩分得到鋁基膨潤土 ；接著進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)，將鋁基膨潤土和甲基丙烯酸酯單體混合并溶于蒸餾水中，攪拌，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈和交聯(lián)劑甲醛溶液，繼續(xù)攪拌，得到的固相在60?80°C保溫1-24小時(shí)；最后將固相真空干燥4?6小時(shí)，篩分后按100g膨潤土加400-600ml甲醇；加入2_8g甘油酯，浸泡30_45min ;加入20_35ml的20wt%氨水，浸泡l-2h ;用2-8倍體積的甲醇洗15-30min，用1_3倍體積的水洗10_20min ；加200-400ml水，加入10-20ml三氯甲烷攪拌6_8h ;用硝酸調(diào)pH 2-4 ;加入10_45ml溴水，浸泡2-3h ;加入20-50g甲基丙烯酸，10-20ml的20wt%氨水，浸泡5_8h ;用鹽酸調(diào)pH 2-4 ；用10-20倍體積水洗即得親水改性膨潤土，其中聚甲基丙烯酸酯占總體的20-30wt%，鋁基膨潤土占總體的70-80wt %。
[0007]此方法制備的改性膨潤土具有很好的親水性，吸附效率高的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1
[0009]首先制備鋁基膨潤土，將膨潤土和4_6wt%氯化鋁溶液混合攪拌，靜置沉降，取出上清液留用，固液分離后將得到固體在120°C下干燥，然后粉碎，經(jīng)篩分得到鋁基膨潤土 ；接著進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)，將鋁基膨潤土和甲基丙烯酸酯單體混合并溶于蒸餾水中，攪拌，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈和交聯(lián)劑甲醛溶液，繼續(xù)攪拌，得到的固相在60?80°C保溫1-24小時(shí)；最后將固相真空干燥4?6小時(shí)，篩分后按100g膨潤土加400-600ml甲醇；加入2_8g甘油酯，浸泡30-45min ;加入20_35ml的20wt%氨水，浸泡l_2h ;用2_8倍體積的甲醇洗15-30min，用1-3倍體積的水洗10_20min ;加200_400ml水，加入10_20ml三氯甲烷攪拌6-8h ;用硝酸調(diào)pH 2-4 ;加入10-45ml溴水，浸泡2_3h ;加入20_50g甲基丙烯酸，10_20ml的20wt%氨水，浸泡5-8h ;用鹽酸調(diào)pH 2-4 ;用10-20倍體積水洗即得親水改性膨潤土，其中聚甲基丙稀酸酯占總體的20wt%，招基膨潤土占總體的80wt%。
[0010]實(shí)施例2
[0011]首先制備鋁基膨潤土，將膨潤土和4_6wt%氯化鋁溶液混合攪拌，靜置沉降，取出上清液留用，固液分離后將得到固體在120°C下干燥，然后粉碎，經(jīng)篩分得到鋁基膨潤土 ；接著進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)，將鋁基膨潤土和甲基丙烯酸酯單體混合并溶于蒸餾水中，攪拌，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈和交聯(lián)劑甲醛溶液，繼續(xù)攪拌，得到的固相在60?80°C保溫1-24小時(shí)；最后將固相真空干燥4?6小時(shí)，篩分后按100g膨潤土加400-600ml甲醇；加入2_8g甘油酯，浸泡30-45min ;加入20_35ml的20wt%氨水，浸泡l_2h ;用2_8倍體積的甲醇洗15-30min，用1-3倍體積的水洗10_20min ;加200_400ml水，加入10_20ml三氯甲烷攪拌6-8h ;用硝酸調(diào)pH 2-4 ;加入10-45ml溴水，浸泡2_3h ;加入20_50g甲基丙烯酸，10_20ml的20wt%氨水，浸泡5-8h ;用鹽酸調(diào)pH 2-4 ;用10-20倍體積水洗即得親水改性膨潤土，其中聚甲基丙稀酸酯占總體的24wt%，招基膨潤土占總體的76wt%。
[0012]實(shí)施例3
[0013]首先制備鋁基膨潤土，將膨潤土和4_6wt%氯化鋁溶液混合攪拌，靜置沉降，取出上清液留用，固液分離后將得到固體在120°C下干燥，然后粉碎，經(jīng)篩分得到鋁基膨潤土 ；接著進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)，將鋁基膨潤土和甲基丙烯酸酯單體混合并溶于蒸餾水中，攪拌，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈和交聯(lián)劑甲醛溶液，繼續(xù)攪拌，得到的固相在60?80°C保溫1-24小時(shí)；最后將固相真空干燥4?6小時(shí)，篩分后按100g膨潤土加400-600ml甲醇；加入2_8g甘油酯，浸泡30-45min ;加入20_35ml的20wt%氨水，浸泡l_2h ;用2_8倍體積的甲醇洗15-30min，用1-3倍體積的水洗10_20min ;加200_400ml水，加入10_20ml三氯甲烷攪拌6-8h ;用硝酸調(diào)pH 2-4 ;加入10-45ml溴水，浸泡2_3h ;加入20_50g甲基丙烯酸，10_20ml的20wt%氨水，浸泡5-8h ;用鹽酸調(diào)pH 2-4 ;用10-20倍體積水洗即得親水改性膨潤土，其中聚甲基丙稀酸酯占總體的28wt%，招基膨潤土占總體的72wt%。
[0014]實(shí)施例4
[0015]首先制備鋁基膨潤土，將膨潤土和4_6wt%氯化鋁溶液混合攪拌，靜置沉降，取出上清液留用，固液分離后將得到固體在120°C下干燥，然后粉碎，經(jīng)篩分得到鋁基膨潤土 ；接著進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)，將鋁基膨潤土和甲基丙烯酸酯單體混合并溶于蒸餾水中，攪拌，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈和交聯(lián)劑甲醛溶液，繼續(xù)攪拌，得到的固相在60?80°C保溫1-24小時(shí)；最后將固相真空干燥4?6小時(shí)，篩分后按100g膨潤土加400-600ml甲醇；加入2_8g甘油酯，浸泡30-45min ;加入20_35ml的20wt%氨水，浸泡l_2h ;用2_8倍