專利名稱：：改性坡縷石固載β-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種復(fù)合吸附劑，尤其涉及一種改性坡縷石固載p-環(huán)糊精的復(fù)合吸附劑，該復(fù)合吸附劑對(duì)酚類化合物具有很強(qiáng)的吸附能力，因此可用于有機(jī)廢水的處理中。坡縷石(palygorskite)是一種含水層鏈狀硅酸鹽礦物，基本結(jié)構(gòu)單元為2:1層型，即兩層硅氧四面體夾一層鎂氧八面體組成單元層，在每個(gè)2:1層中四面體片角頂隔一定距離方向顛倒而形成層鏈結(jié)構(gòu)。由于四面體的Si"被AP替代置換結(jié)果出現(xiàn)剩余負(fù)電荷，同其他粘土礦物相比，坡縷石具有較大的比表面積。隨著高分子材料、功能材料和復(fù)合材料的發(fā)展，對(duì)經(jīng)改性技術(shù)處理的坡縷石粘土的需求大幅度增長，坡縷石粘土表面改性技術(shù)成為研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。坡縷石粘土經(jīng)有機(jī)試劑改性后其表面由親水性轉(zhuǎn)化為疏水性，可進(jìn)一步擴(kuò)大坡縷石粘土的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，合成不同結(jié)構(gòu)、不同性質(zhì)的坡縷石有機(jī)改性復(fù)合材料，不僅對(duì)坡縷石的深加工提供一個(gè)新方向，對(duì)于研究該類復(fù)合材料在吸附分離等領(lǐng)域的應(yīng)用也具有較大的理論和實(shí)踐意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于污水處理的改性坡縷石固載p-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑。本發(fā)明的另一目的是提供一種改性坡縷石固載(3-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑的制備方法。(一)改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑本發(fā)明改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑，其結(jié)構(gòu)如下式所示
背景技術(shù)：
：<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>(二)改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑的制備本發(fā)明改性坡縷石固載(3-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑的制備方法，包括以下步驟①坡縷石的改性將坡縷石充分溶解于甲苯中，加入坡縷石質(zhì)量1.52.5倍的硅烷偶聯(lián)劑和0.04~0.05倍量的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至90~100°C，在攪拌下反應(yīng)1832h，過濾，將固形物依次用甲苯、甲醇、蒸餾水和丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石。其中硅烷偶聯(lián)劑為Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸或3-縮水甘油醚氧丙基三甲基硅烷(即環(huán)氧氯丙烷)；催化劑采用三乙胺，2,6-二甲基吡啶或吡啶。②復(fù)合吸附劑的制備室溫下將P-CD與活化劑以1:0.081:0.15的質(zhì)量比充分溶解于DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中，攪拌至無氣泡冒出，使P-CD充分活化，將混合物過濾，向?yàn)V液中加入P-CD質(zhì)量0.350.5倍的改性坡縷石，在攪拌下加熱到10014(TC，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)4555h;過濾，固體產(chǎn)物依次用DMF、甲醇、蒸餾水及丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石固載環(huán)糊精復(fù)合吸附劑?；罨瘎┎捎肗aH、KH、NaOH、或KOH。其制備過程可通過下式表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(3)本發(fā)明改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑的吸附性能的測定將坡縷石與一定濃度的酚類溶液以1:250的重量比加入到碘量瓶中，在2(TC、200r/min的條件下振蕩60min后，在25'C、3000r/min的條件下離心30min;取一定量上層清液于比色管中，用紫外分光廣度儀于最大波長處測定其吸附量；將KH-560(即3-縮水甘油醚氧丙基三甲基硅烷，下同)改性坡縷石固載p-環(huán)糊精符合吸附劑與同樣濃度的酚類溶液以1:250的重量比加入到碘量瓶中，在相同條件下，測定其吸附量。吸附量的計(jì)算公式如下Q=r(C0-Ce)/m式中Qe為平衡吸附容量(mg/g)，C。為酚的初始質(zhì)量濃度(mg/L)，Ce為吸附達(dá)到平衡時(shí)酚的質(zhì)量濃度(mg/L)，m為吸附劑的加入質(zhì)量(g)，V為溶液的體積(L)。測定結(jié)果見下表。表1為坡縷石改性前后對(duì)酚類化合物的吸附能力對(duì)照<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表l的測定結(jié)果表明在相同條件下，KH-560改性坡縷石固載(3-環(huán)糊精對(duì)酚類化合物的吸附量大于坡縷石原土對(duì)酚類的吸附量。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明的改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑，兼有坡縷石和P-環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)和性能，利用坡縷石對(duì)酚的吸附和環(huán)糊精對(duì)酚類的包合作用，大大提高了其對(duì)酚類的吸附能力。該吸附劑環(huán)境相容性好，吸附能力強(qiáng)，可大大提高坡縷石在實(shí)際中的應(yīng)用能力，在有機(jī)廢水的處理中，具有廣闊的應(yīng)用前景。(4)本發(fā)明改性坡縷石固載p-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑在水處理中的應(yīng)用將改性坡縷石固載p-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑以1:200-1:300的重量比例投入到待處理污水中，在攪拌30120min，靜置560min，沉淀，即可。具體實(shí)施方式實(shí)施例一①坡縷石的改性將坡縷石充分溶解于甲苯中，加入坡縷石質(zhì)量1.5倍的為Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和0.04倍量的三乙胺，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至10(TC，在攪拌下反應(yīng)32h，過濾，將固形物依次用甲苯、甲醇、蒸餾水和丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石。②復(fù)合吸附劑的制備室溫下將(3-CD與NaH以1:0.08的質(zhì)量比充分溶解于DMF中，攪拌至無氣泡冒出，使氫化鈉與(3-CD充分反應(yīng)；然后將混合物過濾，向?yàn)V液中加入P-CD質(zhì)量0.35倍的改性坡縷石，在攪拌下加熱到100。C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)55h;過濾，固體產(chǎn)物依次用DMF、甲醇、蒸餾水及丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石固載環(huán)糊精復(fù)合吸附劑。實(shí)施例二①坡縷石的改性同實(shí)施例一。②復(fù)合吸附劑的制備室溫下將p-CD與KH以1:0.1的質(zhì)量比充分溶解于DMF中，攪拌至無氣泡冒出，使P-CD充分活化；然后將混合物過濾，向?yàn)V液中加入P-CD質(zhì)量0.4倍的改性坡縷石，在攪拌下加熱到120°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)50h;過濾，固體產(chǎn)物依次用DMF、甲醇、蒸餾水及丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石固載環(huán)糊精復(fù)合吸附劑。實(shí)施例三①坡縷石的改性將坡縷石充分溶解于甲苯中，加入坡縷石質(zhì)量1.52.5倍的3-縮水甘油醚氧丙基三甲基硅烷(即KH-560)和0.04倍量的吡啶，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至90'C，在攪拌下反應(yīng)18h，過濾，將固形物依次用甲苯、甲醇、蒸餾水和丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石。②復(fù)合吸附劑的制備室溫下將P-CD與NaOH以1:12的質(zhì)量比充分溶解于DMF中，攪拌至無氣泡冒出，使NaOH與(3-CD充分反應(yīng)，然后將混合物過濾，向?yàn)V液中加入(3-CD質(zhì)量0.5倍的改性坡縷石，在攪拌下加熱到ll(TC，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)4555h;過濾，固體產(chǎn)物依次用DMF、甲醇、蒸餾水及丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石固載環(huán)糊精復(fù)合吸附劑。實(shí)施例四①坡縷石的改性與實(shí)施例三同。②復(fù)合吸附劑的制備室溫下將P-CD與KOH以1:0.15的質(zhì)量比充分溶解于DMF中，攪拌至無氣泡冒出，使P-CD充分活；然后將混合物過濾，向?yàn)V液中加入P-CD質(zhì)量0.45倍的改性坡縷石，在攪拌下加熱到140°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)45h;過濾，固體產(chǎn)物依次用DMF、甲醇、蒸餾水及丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石固載環(huán)糊精復(fù)合吸附劑。權(quán)利要求1、一種改性坡縷石固載β-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑，其結(jié)構(gòu)如下式所示2、如權(quán)利要求1所述改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑的制備方法，包括以下步驟①坡縷石的改性將坡縷石充分溶于甲苯中，加入坡縷石質(zhì)量1.52.5倍的硅烷偶聯(lián)劑和0.04~0.05倍量的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至90100°C，在攪拌下反應(yīng)1832h，過濾，將固形物依次用甲苯、甲醇、蒸餾水和丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石；②復(fù)合吸附劑的制備室溫下將P-CD與活化劑以1:0.081:0.15的質(zhì)量比充分溶解于DMF中，攪拌至無氣泡冒出，將混合物過濾，向?yàn)V液中加入P-CD質(zhì)量0.350.5倍量的改性坡縷石，在攪拌下加熱到100140°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)4555h;過濾，固體產(chǎn)物依次用DMF、甲醇、蒸餾水及丙酮洗滌，真空干燥，得改性坡縷石固載環(huán)糊精復(fù)合吸附劑。3、如權(quán)利要求2所述改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑的制備方法，其特征在于步驟①所述硅垸偶聯(lián)劑為Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸或3-縮水甘油醚氧丙基三甲基硅垸。4、如權(quán)利要求2所述改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑的制備方法，其特征在于步驟①所述催化劑為三乙胺、2，6-二甲基吡啶或吡啶中的任何一種。5、如權(quán)利要求2所述改性坡縷石固載(3-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑的制備方法，其特征在于步驟②所述活化劑為NaH、KH、NaOH、KOH中的任意一種。6、如權(quán)利要求1所述改性坡縷石固載P-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑，應(yīng)用于污水處理中。全文摘要本發(fā)明提供了一種用于污水處理的改性坡縷石固載β-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑，其采用DMF做溶劑，以NaH為活化劑，將該性后的坡縷石固載β-環(huán)糊精而成。本發(fā)明的改性坡縷石固載β-環(huán)糊精復(fù)合吸附劑，兼有坡縷石和β-環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)和性能，利用坡縷石對(duì)酚的吸附和環(huán)糊精對(duì)酚類的包合作用，大大提高了其對(duì)酚類的吸附能力。該吸附劑環(huán)境相容性好，吸附能力強(qiáng)，可大大提高坡縷石在實(shí)際中的應(yīng)用能力，在有機(jī)廢水的處理中，具有廣闊的應(yīng)用前景。文檔編號(hào)B01J20/30GK101306344SQ20081001748公開日2008年11月19日申請日期2008年1月25日優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日發(fā)明者彥劉,呂學(xué)謙,玥常,朱冬梅,飛查,石秀龍申請人:西北師范大學(xué)