專利名稱：一種用于制革廢水處理的改性凹土吸附劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理吸附材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于制革廢水處理的改性凹土
吸附劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
制革廢水是我國(guó)嚴(yán)重的污染源之一，其成分復(fù)雜、污染物濃度高、流量大，難處理。 廢水中含有高濃度的金屬離子、硫化物、表面活性劑、油脂、蛋白質(zhì)、染料等污染物，外觀渾 濁，有難聞氣味，水質(zhì)隨時(shí)間變化很大。目前，典型的治理工藝為"物化一生化"結(jié)合法，而 絮凝沉淀是綜合廢水治理中必不可少的物化處理過(guò)程，決定著后序流程的運(yùn)行工況、費(fèi)用 和最終出水水質(zhì)。當(dāng)前應(yīng)用的絮凝劑主要為無(wú)機(jī)高分子、有機(jī)高分子材料，不過(guò)無(wú)機(jī)高分子 分子量較低、活性基團(tuán)單一、投料大、有毒性，有機(jī)高分子用量少、絮凝快，但是合成有機(jī)高 分子難降解，導(dǎo)致二次污染，因此可降解的天然高分子有著廣闊的應(yīng)用前景。然而單一的天 然高分子絮凝劑，活性基團(tuán)有限，絮凝能力有限。因此探索開(kāi)發(fā)天然高分子和其它材料的復(fù) 合絮凝劑，可克服單一絮凝劑的缺陷，成為研究熱點(diǎn)。 凹土，為凹凸棒土的簡(jiǎn)稱，是一種具有層鏈狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂鋁的硅酸鹽礦物，屬 天然納米材料。凹土擁有巨大的比表面積，有較強(qiáng)的離子交換能力、吸附容量和脫色能力。 已有研究指出納米粘土對(duì)多種金屬離子、染料、部分有機(jī)物和微生物均有優(yōu)異的吸附效果， 成本低，再生簡(jiǎn)單，在廢水處理上有廣闊的應(yīng)用前景。由于天然的凹土礦物品味低，雜質(zhì)含 量高，雜質(zhì)的存在削弱了凹土的吸附性能，目前主要通過(guò)改性的方法提高凹土的質(zhì)量。常用 的方法有熱活化、酸改性、有機(jī)改性。熱活化可脫除晶體結(jié)構(gòu)中不同狀態(tài)的水，使其內(nèi)部結(jié) 構(gòu)疏松多孔；酸改性一方面去除孔道中的雜質(zhì)，使孔道疏松，另一方面由于凹凸棒石的陽(yáng)離 子可交換性，半徑較小的H+能置換出凹凸棒石層間部分K+、Na+、Ca2+和Mg2+等離子，增大孔 容積；有機(jī)改性通常以季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑通過(guò)離子交換吸附與凹凸棒石發(fā)生作用， 生成凹土 _有機(jī)表面活性劑復(fù)合體，大分子量有機(jī)基團(tuán)取代了原有的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子，凹凸棒 石顆粒表面也因各種活性中心的存在而吸附一部分有機(jī)物，同時(shí)晶格內(nèi)外的部分結(jié)晶水和 吸附水被有機(jī)物取代，從而改善了凹土的疏水性，也增強(qiáng)了去除有機(jī)污染物的能力。但是目 前的方法都不能夠很好的解決限制納米粘土推廣應(yīng)用的兩個(gè)難題一是凹土自然狀態(tài)下呈 團(tuán)聚狀態(tài)，降低了其吸附效率；二是凹土易懸浮，不易沉降。因此如何在應(yīng)用時(shí)保證凹土超 微分散并在吸附污物后易于沉降是將凹土用于治污的關(guān)鍵。 羧甲基殼聚糖、羧甲基纖維素鈉、透明質(zhì)酸、羧甲基淀粉鈉、海藻酸鈉、單寧酸等是 常用的天然高分子絮凝劑，資源豐富可再生，對(duì)于廢水中的某些離子和膠體物質(zhì)具有很強(qiáng) 的絮凝沉淀作用，并且它們也是很好的分散劑，能夠利用自身的羧基、羥基與礦土上的金屬 離子絡(luò)合，從而增大礦土表面的電負(fù)性和空間位阻而有效分散礦土。目前，尚未發(fā)現(xiàn)用這幾 種天然高分子改性凹土的報(bào)道。 本發(fā)明提供了一種用于制革廢水處理的改性凹土吸附劑及其制備方法，該吸附劑 是一種新型高效環(huán)保價(jià)廉可再生的改性凹土吸附劑，可用于復(fù)雜難處理的制革綜合廢水的治理。該吸附劑具有較強(qiáng)的吸附、去污脫色及除臭能力，易于沉降完全，凈化水質(zhì)，成本低 廉，不產(chǎn)生二次污染，具有實(shí)際推廣應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改性凹土吸附劑及其制備方法，通過(guò)此方法制備的改
性凹土吸附劑用于廢水處理時(shí)能夠在水中超微分散并在吸附雜質(zhì)后易于沉降。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)首先按干重計(jì)將100份的
凹土分散于水中配制成懸浮液，將2 5份的天然高分子溶解于水中配制成溶液，之后將兩
者混合，然后超聲處理10 20分鐘，靜置10 30分鐘，除去沉降下來(lái)的固體雜質(zhì)，取上部
乳液真空干燥或普通烘箱干燥，即得到改性凹土吸附劑。其中所述具有分散作用、吸附作用
的天然高分子為羧甲基殼聚糖、羧甲基纖維素鈉、透明質(zhì)酸、羧甲基淀粉鈉、海藻酸鈉、單寧
酸中的任意一種或幾種。 采用本發(fā)明的方法制備的改性凹土吸附劑具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)本發(fā)明采用天然高分子分散劑改性凹土，有利于凹土在水中迅速分散充分，避 免凹土顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象，提高凹土利用率。 (2)本發(fā)明所采用的天然高分子，均有吸附、絮凝作用，將其與凹土復(fù)合后，加強(qiáng)了 該吸附劑對(duì)有機(jī)物的吸附，同時(shí)，天然高分子的絮凝沉淀作用有利于吸附雜質(zhì)后的改性凹 土的沉降。
(3)本發(fā)明制備的改性凹土吸附劑，具有高效、環(huán)保、價(jià)廉、可再生的優(yōu)點(diǎn)。
(4)本發(fā)明制備條件溫和，原料易得，操作簡(jiǎn)單，具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
下面給出本發(fā)明的6個(gè)實(shí)施例，以具體說(shuō)明改性凹土吸附劑及其制備方法。但在 這里需要特別說(shuō)明的是，實(shí)施例是用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，不能理解為是對(duì)本發(fā)明 的限定。 實(shí)施例1 分別配制1%的凹土懸浮液和0. 1%的羧甲基殼聚糖溶液，按凹土與羧甲基殼聚 糖質(zhì)量比為100 : 2的比例將二者混合，超聲10分鐘，靜置15分鐘，除去沉降下來(lái)的固體 雜質(zhì)，取上部乳液真空干燥或于普通烘箱干燥，即得到改性凹土。此改性凹土，可在水中迅 速溶解，平均粒徑約400納米。
實(shí)施例2 分別配制1%的凹土懸浮液和0. 1%的羧甲基纖維素鈉溶液，按凹土與羧甲基纖 維素鈉質(zhì)量比為IOO : 2.5的比例將二者混合，超聲15分鐘，靜置15分鐘，除去沉降下來(lái) 的固體雜質(zhì)，取上部乳液真空干燥或于普通烘箱干燥，即得到改性凹土。此改性凹土，可在 水中迅速溶解，平均粒徑約400納米。
實(shí)施例3 分別配制1%的凹土懸浮液和0. 1%的透明質(zhì)酸溶液，按凹土與透明質(zhì)酸質(zhì)量比 為IOO : 3的比例將二者混合，超聲15分鐘，靜置15分鐘，除去沉降下來(lái)的固體雜質(zhì)，取上 部乳液真空干燥或于普通烘箱干燥，即得到改性凹土。此改性凹土，可在水中迅速溶解，平
4均粒徑約400納米。
實(shí)施例4 分別配制1%的凹土懸浮液和0. 1%的羧甲基淀粉鈉溶液，按凹土與羧甲基淀粉 鈉質(zhì)量比為100 : 2.5的比例將二者混合，超聲10分鐘，靜置20分鐘，除去沉降下來(lái)的固 體雜質(zhì)，取上部乳液真空干燥或于普通烘箱干燥，即得到改性凹土。此改性凹土，可在水中 迅速溶解，平均粒徑約400納米。
實(shí)施例5 分別配制1%的凹土懸浮液和0. 1%的海藻酸鈉溶液，按凹土與海藻酸鈉質(zhì)量比 為IOO : 4的比例將二者混合，超聲15分鐘，靜置20分鐘，除去沉降下來(lái)的固體雜質(zhì)，取上 部乳液真空干燥或于普通烘箱干燥，即得到改性凹土。此改性凹土，可在水中迅速溶解，平 均粒徑約400納米。
實(shí)施例6 分別配制1%的凹土懸浮液和0. 1%的單寧酸溶液，按凹土與單寧酸質(zhì)量比為 100 : 2.5的比例將二者混合，超聲10分鐘，靜置20分鐘，除去沉降下來(lái)的固體雜質(zhì)，取上 部乳液真空干燥或于普通烘箱干燥，即得到改性凹土。此改性凹土，可在水中迅速溶解，平 均粒徑平均粒徑約400納米。
權(quán)利要求
一種用于制革廢水處理的改性凹土吸附劑及其制備方法，其特征在于制備方法如下按干重計(jì)將100份的凹土分散于水中配制成懸浮液，將2～5份的天然高分子溶解于水中配制成溶液，之后將兩者混合，然后超聲處理10～20分鐘，靜置10～30分鐘，取上部乳液，干燥后即得到改性凹土吸附劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于所述天然高分子為羧甲基殼聚糖、羧甲基纖維素 鈉、透明質(zhì)酸、羧甲基淀粉鈉、海藻酸鈉、單寧酸中的任意一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于制革廢水處理的改性凹土吸附劑及其制備方法。本方法首先按干重計(jì)將100份的凹土分散于水中配制成懸浮液，將2～5份的天然高分子溶解于水中配制成溶液，之后將兩者混合，然后超聲處理10～20分鐘，靜置10～30分鐘，取上部乳液，干燥后即得到改性凹土吸附劑。此種改性凹土吸附劑在水中能夠迅速達(dá)到納米級(jí)分散，從而充分發(fā)揮凹土的吸附作用，提高凹土利用率，同時(shí)可以發(fā)揮凹土與天然高分子的協(xié)同增效作用，提高吸附劑對(duì)有機(jī)雜質(zhì)的吸附能力，并且使用后的吸附劑易于沉降分離。此方法操作簡(jiǎn)便，所得改性凹土吸附劑具有高效、環(huán)保、價(jià)廉、可再生的優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B01J20/22GK101733076SQ20091026506
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者周加境, 李德富, 林煒, 穆暢道, 蔡素梅 申請(qǐng)人:四川大學(xué)