本發(fā)明屬于水源凈化及污染物治理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種吸附劑，具體是涉及改性凹凸棒土吸附劑的改性制備及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，水體污染物排放量逐年增加，水環(huán)境中的微污染問題日益突出。地表水體所遭受的污染不僅對水生生物構(gòu)成威脅，也破壞了生態(tài)環(huán)境，并最終危害到人類的健康。我國的河流、湖泊及水庫等地表水中廣泛存在著腐殖酸、氟離子及工業(yè)廢水的染料等人工合成有機物等多種污染物。因此開發(fā)有效的處理方法降低水中腐殖酸為代表的天然性有機物、無機陰離子(氟離子)及染料等人工合成有機污染物成為了一項緊迫的任務(wù)。

傳統(tǒng)去除水中有機污染物的方法主要包括吸附膜法、生物法、絮凝法、高級氧化法和濾膜法等，但是這幾種方法都存在著或多或少的局限性和對環(huán)境的二次污染等問題。吸附法則是依靠吸附劑上密集的孔結(jié)構(gòu)，巨大的比表面積，或通過表面上各種活性基團與吸附質(zhì)間所形成的各種化學(xué)鍵，可以有選擇性的富集水中的有機污染物和重金屬污染物，進(jìn)而達(dá)到去除水中有機污染物和重金屬污染物的目的。相比而言，吸附法不僅可避免二次污染，且在一定程度上降低了成本。

凹凸棒土是一種具有鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物，具有較大的比表面積(300-400m²/g)和較多的孔道。凹凸棒土本身具有比表面積大、吸附性能強、來源廣和成本低等特點，故可以用于飲用水和污水處理。盡管目前國內(nèi)外出現(xiàn)了較多改性凹凸棒土對水中污染物吸附的研究，主要以長鏈烷基為親油基的季銨鹽類(如，十六烷基三甲基氯(溴)化銨和溴化十六烷基吡啶等)改性凹凸棒為主，但上述表面活性劑對環(huán)境生態(tài)有一定的潛在的危害。目前，有關(guān)如何利用N,N—二甲基脫氫樅基氧化胺改性凹凸棒的吸附去除水中的腐殖酸、陰離子染料和陰離子無機離子的研究至今尚沒有報道。

松香是一種再生性資源，產(chǎn)量高價格低，我國松脂資源豐富，松香約占松脂的75％。從環(huán)境保護的需求出發(fā)，表面活性劑應(yīng)具有良好的生態(tài)性能以減少在環(huán)境中的殘留，與此同時目前石油能源的匱乏，因此由松香及其衍生物合成的松香基季銨鹽是一類“綠色”表面活性劑，與長鏈烷基類陽離子表面活性劑相比，其一般具有易降解、污染小和生態(tài)性能優(yōu)良等特點，從而有很好的開發(fā)及應(yīng)用價值。

針對以上背景本發(fā)明提出了一種含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土吸附劑的方法，并將其應(yīng)用于水中腐殖酸、無機陰離子(氟離子)和有色陰離子染料(剛果紅)的吸附。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明采用松香基氧化叔胺為改性劑處理凹凸棒土進(jìn)而制備成吸附劑，目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉、吸附及生態(tài)性能良好、適用面廣的吸附劑，以及這種吸附劑在去除水中腐殖酸、剛果紅染料等有機物及氟離子等無機陰離子污染物的應(yīng)用。

本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方來實現(xiàn)：

含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土吸附劑的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)凹凸棒土的預(yù)處理：凹凸棒土研磨過20～200目篩，再將其加入到酸性溶液中，于60～80℃下，超聲分散反應(yīng)15～30min，過濾取沉淀，將沉淀洗滌至中性，制得酸化的凹凸棒土。

作為技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)的凹凸棒土的加酸量為每克凹凸棒土中添加10～20mL酸。酸處理可使凹凸棒土中的K⁺、Mg²⁺等金屬陽離子溶出，并去除附著其表面的碳酸鹽等雜質(zhì)。酸為鹽酸、硫酸和硝酸中的一種，濃度為1～4mol/L，超聲分散時間為15～30min。

(2)燒制：將步驟(1)得到的凹凸棒土加水制備成稠液，離心去除上清液后放入管式爐中，在300～400℃下高溫?zé)?-2h，然后降至室溫，研磨過篩，得到凹凸棒土粉末，備用；

(3)含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺的配制：稱取含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑，用水配制為10mmol/L～100mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑改性液，備用；

(4)凹凸棒土改性：將凹凸棒土粉末和含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑改性液按照質(zhì)量體積比為1：2～9(g/mL)混合之后水浴振蕩，水洗，烘培，即得到含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔改性凹凸棒土。

作為技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(4)水浴振蕩溫度為15～60℃，速度為100～250rpm/min，時間為1～24h，所述烘干溫度為60～80℃。

所述的水洗是用適量蒸餾水或去離子水洗滌所得的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土粗成品，洗至洗滌液檢測不出含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑。所述的檢測含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺方法為用紫外可見分光光度計在λ＝230nm處檢測松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺的吸收峰，當(dāng)清洗至上清液中在λ＝230nm處檢測不到吸收峰為止。

作為技術(shù)方案的優(yōu)選，所述含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺的結(jié)構(gòu)通式為：

其中，R為R₁和R₂分別為C₁～C₂的烷基。

作為技術(shù)方案的優(yōu)選，所述含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺為N,N—二甲基脫氫樅基氧化胺，其結(jié)構(gòu)式如下：

本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土吸附劑的應(yīng)用，其可用于吸附水中腐殖酸、氟離子、剛果紅。方法為：

(1)將含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土吸附劑與污染物水樣按照質(zhì)量比為(0.4-2):1加入到污染物的濃度范圍為1～100mg/L水樣中；

(2)以酸或堿溶液調(diào)節(jié)水樣的pH值為5～10，溫度控制20～50℃，吸附時間為0.5～24小時，振蕩振蕩100～200rpm/min，分離測定上清液中污染物的濃度，根據(jù)吸附前后水中污染物的濃度差，確定吸附劑對水中污染物的吸附效果，處理后污染物濃度在0～3mg/L之間，去除率均達(dá)90.0％以上。

作為技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，所述的酸為鹽酸、硫酸、硝酸中的任一種。

本發(fā)明通過步驟(1)和(2)對凹凸棒土的預(yù)處理，可以使凹凸棒土表面變得疏松多孔，從而有利于下一步含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土的修飾。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明采用的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺溶液對天然凹凸棒土進(jìn)行改性制備成目標(biāo)吸附劑，所使用的原材料含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺溶液與長鏈烷基類陽離子表面活性劑相比，其具有來源豐富、制備方法簡單、價廉易得、處理成本低、生態(tài)性能優(yōu)越、吸附性能好等優(yōu)點，可以有效減少了在環(huán)境中的殘留。

2.本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土與未改性凹凸棒土的吸附能力相比，其吸附能力得到了有效的提高，尤其對腐殖酸、剛果紅和氟離子有較強的吸附能力。

3.本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土適用于飲用水中溶解性有機物(腐殖酸)、無機陰離子(氟離子)和印染廢水中陰離子染料(剛果紅)等環(huán)境污染物的去除，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)保效益。

附圖說明

圖1為掃描電鏡圖，其中(a)為未改性凹凸棒土,(b)為本發(fā)明的N,N—二甲基脫氫樅基氧化胺改性凹凸棒土；

圖2為紅外光譜圖，其中(a)為未改性凹凸棒土，(b)為由實施例1制得的N,N—二甲基脫氫樅基氧化胺改性凹凸棒；(c)為N,N—二甲基脫氫樅基氧化胺改性劑；

圖3為X射線粉末衍射圖，其中(a)為未改性凹凸棒土，(b)為本發(fā)明的N,N—二甲基脫氫樅基氧化胺改性凹凸棒土吸附劑；

圖4為差熱-熱重圖譜，其中(a)為未改性凹凸棒土,(b)為本發(fā)明的N,N—二甲基脫氫樅基氧化胺改性凹凸棒土吸附劑；

圖5為本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土對腐殖酸(實施例1)、氟離子(實施例2)和剛果紅(實施例4)的吸附容量柱狀圖。

具體實施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明具體實施方式。

實施例1

一、含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土的制備方法，包括如下步驟：

(1)酸處理凹凸棒土

將凹凸棒土充分研磨，過200目篩，然后將過篩后的凹凸棒土粉末加入到2mol/L鹽酸溶液中，投加的凹凸棒土粉末與鹽酸的質(zhì)量體積比為1：10，反應(yīng)溫度60℃下超聲分散15min，超聲功率為50W，反應(yīng)完成后過濾取沉淀，將沉淀洗滌至中性，制得酸化的凹凸棒土。

(2)燒制：將步驟(1)所得的凹凸棒土加水制備成稠液在5000rpm速度下離心去除上清液后于管式爐中在400℃氮氣環(huán)境中燒制，調(diào)節(jié)升溫速度為50℃/min，燒制時間定為2h，而后同于氮氣環(huán)境中降至室溫，研磨成粉末，并過200目篩備用。

(3)含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺的配制：稱取含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑，用水配制為30mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑改性液，備用。

(4)凹凸棒土改性：稱取步驟(1)所得凹凸棒土粉末9g置于10mL乙醇和45mL濃度為30mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性液與凹凸棒土充分搖勻后，經(jīng)過40℃恒溫水浴以轉(zhuǎn)速為200rpm/min振蕩24h，然后采用蒸餾水清洗含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土，直到清洗上清液用紫外可見分光光度計在λ＝230nm檢測不到松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺后，置于燒杯中在60℃進(jìn)行真空干燥烘干，冷卻即得含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土成品。

將天然凹凸棒和本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土通過電鏡掃描，得到掃描電鏡圖1，其中圖1(a)為未改性凹凸棒土的掃描電鏡圖，由圖可知凹凸棒土表面存在明顯的片狀結(jié)構(gòu)；圖1(b)為本發(fā)明的掃描電鏡圖，由圖可知凹凸棒土通過含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性后，凹凸棒土表面明顯的片狀結(jié)構(gòu)變得模糊，它表面由一層團簇在一起的物質(zhì)所覆蓋，說明了改性后的天然凹凸棒土表面已成功地負(fù)載了含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑。將天然凹凸棒土、實施例1和2制備得到的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑改性凹凸棒土、含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺均通過紅外圖譜分析，得到紅外圖譜如圖2所示，同圖2進(jìn)一步證實了改性后的天然凹凸棒土表面已成功地負(fù)載了含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑。

二、本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土在吸附腐殖酸的應(yīng)用

稱取0.0500g上述方法制備的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土吸附劑，置于50mL濃度為100mg/L腐殖酸溶液中，以鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH分別為5.0和7.0，將溶液置于25±1℃，水浴恒溫振蕩器上振蕩吸附12h，振蕩速率為150rpm/min，腐殖酸的去除率均達(dá)到85％以上(如圖3所示)，處理后腐殖酸溶液濃度在0～15mg/L之間，腐殖酸的單位吸附量分別達(dá)到90和85mg腐殖酸/g改性凹凸棒土。

實施例2

一、含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土的制備方法，包括如下步驟：

(1)酸處理凹凸棒土

將凹凸棒土充分研磨，過100目篩，然后將過篩后的凹凸棒土粉末加入到1mol/L硝酸溶液中，投加的凹凸棒土粉末與硝酸的質(zhì)量體積比為1：20，反應(yīng)溫度80℃下超聲反應(yīng)30min，超聲功率為30W，反應(yīng)完成后過濾取沉淀，將沉淀洗滌至中性，制得酸化的凹凸棒土。

(2)燒制：將步驟(1)所得的凹凸棒土稠液在5000rpm速度下離心去除上清液后于管式爐中在300℃氮氣環(huán)境中燒制，調(diào)節(jié)升溫速度為50℃/min，燒制時間定為1h，而后同于氮氣環(huán)境中降至室溫，研磨成粉末，并過200目篩備用。

(3)含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺的配制：稱取含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑，用水配制為60mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑改性液，備用。

(4)凹凸棒土改性：稱取步驟(1)所得凹凸棒土粉末9g置于10mL乙醇和35mL濃度為60mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性液與凹凸棒土充分搖勻后，經(jīng)過60℃恒溫水浴以轉(zhuǎn)速為150rpm/min振蕩1～2h，然后采用蒸餾水清洗含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土，直到清洗上清液用紫外可見分光光度計在λ＝230nm檢測不到松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺后，置于燒杯中在80℃進(jìn)行真空干燥烘干，冷卻即得含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土成品。

二、本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土在吸附腐殖酸的應(yīng)用

(1)稱取0.0500g上述方法制備的改性凹凸棒土吸附劑，置于50mL濃度為100mg/L腐殖酸溶液中，用氫氧化鈉溶液和鹽酸溶液調(diào)節(jié)溶液pH＝6.0，將溶液置于25±1℃，水浴恒溫振蕩器上振蕩24h，振蕩速率為200rpm/min，腐殖酸的去除率均達(dá)到85％以上，處理后腐殖酸溶液濃度在1～15mg/L之間，腐殖酸的單位吸附量達(dá)到85mg腐殖酸/g改性凹凸棒土。

實施例3

一、.含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土的制備方法，包括如下步驟：

(1)酸處理凹凸棒土：

將凹凸棒土充分研磨，過200目篩，然后將過篩后的凹凸棒土粉末加入到4mol/L硫酸溶液中，投加的凹凸棒土粉末的質(zhì)量與鹽酸的質(zhì)量體積比為1：15，反應(yīng)溫度70℃下超聲反應(yīng)20min，超聲功率為60W，反應(yīng)完成后過濾取沉淀，將沉淀洗滌至中性，制得酸化的凹凸棒土。

(2)燒制：將步驟(1)所得的凹凸棒土稠液在5000rpm速度下離心去除上清液后于管式爐中在350℃氮氣環(huán)境中燒制，調(diào)節(jié)升溫速度為50℃/min，燒制時間定為1h，而后同于氮氣環(huán)境中降至室溫，研磨成粉末，并過200目篩備用；

(3)含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺的配制：稱取含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑，用水配制為100mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑改性液，備用。

(4)凹凸棒土改性：稱取步驟(1)所得凹凸棒土粉末9g置于10mL乙醇和20mL濃度為100mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性液與凹凸棒土充分搖勻后，經(jīng)過15℃恒溫水浴以轉(zhuǎn)速為250rpm/min振蕩16h，然后采用蒸餾水清洗含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土，直到清洗上清液用紫外可見分光光度計在λ＝230nm檢測不到松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺后，置于燒杯中在70℃進(jìn)行真空烘干燥干，冷卻即得含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土成品。

二、本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土在吸附剛果紅中的應(yīng)用

(1)稱取0.1000g上述方法制備的改性凹凸棒土吸附劑，置于50mL濃度為100mg/L剛果紅溶液中，用氫氧化鈉溶液和鹽酸溶液調(diào)節(jié)溶液pH＝6.0。溶液置于20±1℃，水浴恒溫振蕩器上振蕩10h，振蕩速率為200rpm/min，剛果紅的去除率均達(dá)到95％以上(見圖3所示)，處理后剛果紅溶液濃度在2～3mg/L之間，剛果紅單位吸附量達(dá)到120mg剛果紅/g改性凹凸棒土。

實施例4

一、含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土的制備方法，包括如下步驟：

(1)酸處理凹凸棒土：

將凹凸棒土充分研磨，過200目篩，然后將過篩后的凹凸棒土粉末加入到3mol/L鹽酸溶液中，投加的凹凸棒土粉末與鹽酸的質(zhì)量體積比為1：12，反應(yīng)溫度65℃下超聲分散30min，超聲功率為40W，反應(yīng)完成后過濾取沉淀，將沉淀洗滌至中性，制得酸化的凹凸棒土。

(2)燒制：將步驟(1)所得的凹凸棒土稠液在5000rpm速度下離心去除上清液后于管式爐中在400℃氮氣環(huán)境中燒制，調(diào)節(jié)升溫速度為50℃/min，燒制時間定為1h，而后同于氮氣環(huán)境中降至室溫，研磨成粉末，并過200目篩備用。

(3)含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺的配制：稱取含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑，用水配制為70mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑改性液，備用。

(4)凹凸棒土改性：稱取步驟(1)所得凹凸棒土粉末9g置于10mL乙醇和45mL濃度為70mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性液與凹凸棒土充分搖勻后，經(jīng)過40℃恒溫水浴以轉(zhuǎn)速為200rpm/min振蕩20h，然后采用蒸餾水清洗含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土，直到清洗上清液用紫外可見分光光度計在λ＝230nm檢測不到松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺后，置于燒杯中在60℃進(jìn)行真空干燥烘干，冷卻即得含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土成品。

二、本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土在吸附氟離子的應(yīng)用(1)稱取0.0500g上述方法制備的改性凹凸棒土吸附劑，置于50mL濃度為20mg/L銅離子溶液中，用氫氧化鈉溶液和鹽酸溶液調(diào)節(jié)溶液pH＝6.0。溶液置于40±1℃，水浴恒溫振蕩器上振蕩20小時，振蕩速率為100rpm/min，氟離子的去除率達(dá)到90.0％以上(如圖3所示)，處理后氟離子濃度在2～3mg/L之間，氟離子的單位吸附量達(dá)到18mg氟離子/g改性凹凸棒土。

實施例5

一、含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土的制備方法，包括如下步驟：

(1)酸處理凹凸棒土：

將凹凸棒土充分研磨，過160目篩，然后將過篩后的凹凸棒土粉末加入到2mol/L鹽酸溶液中，投加的凹凸棒土粉末的質(zhì)量與鹽酸的質(zhì)量體積比為1：10，反應(yīng)溫度60℃下攪拌反應(yīng)3h，而后置于超聲發(fā)生器中超聲25min，調(diào)節(jié)發(fā)生器功率為50W。過濾取沉淀，將沉淀洗滌至中性，制得酸化的凹凸棒土。

(2)燒制：將步驟(1)所得的凹凸棒土稠液在5000rpm速度下離心去除上清液后于管式爐中在400℃氮氣環(huán)境中燒制，調(diào)節(jié)升溫速度為50℃/min，燒制時間定為2h，而后同于氮氣環(huán)境中降至室溫，研磨成粉末，并過200目篩備用；

(3)含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺的配制：稱取含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑，用水配制為10mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺表面活性劑改性液，備用。

(4)凹凸棒土改性：稱取步驟(1)所得凹凸棒土粉末9g置于10mL乙醇和80mL濃度為10mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性液與凹凸棒土充分搖勻后，經(jīng)過35℃恒溫水浴以轉(zhuǎn)速為200rpm/min振蕩10h，然后采用蒸餾水清洗含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土，直到清洗上清液用紫外可見分光光度計在λ＝230nm檢測不到松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺后，置于燒杯中在65℃進(jìn)行真空干燥烘干，冷卻即得含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土成品。

二、本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土在吸附水中氟離子的應(yīng)用

(1)稱取0.1000g上述方法制備的改性凹凸棒土吸附劑，置于50mL濃度為30mg/L氟離子溶液中，用氫氧化鈉溶液和鹽酸溶液調(diào)節(jié)溶液pH＝8.0。溶液置于30±1℃，水浴恒溫振蕩器上振蕩1-2小時，振蕩速率為100rpm/min，氟離子的去除率達(dá)到92.0％以上，處理后氟離子濃度在2～3mg/L之間，氟離子的單位吸附量達(dá)到12mg氟離子/g改性凹凸棒土。

實施例6

一、含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土的制備方法，包括如下步驟：

(1)酸處理凹凸棒土：

將凹凸棒土充分研磨，過200目篩，然后將過篩后的凹凸棒土粉末加入到2mol/L鹽酸溶液中，投加的凹凸棒土粉末的質(zhì)量與鹽酸溶液的質(zhì)量體積比為1：10，反應(yīng)溫度60℃下攪拌反應(yīng)3h，而后置于超聲發(fā)生器中超聲30min，調(diào)節(jié)發(fā)生器功率為30W。過濾取沉淀，將沉淀洗滌至中性，制得酸化的凹凸棒土。

(2)燒制：將步驟(1)所得的凹凸棒土稠液在5000rpm速度下離心去除上清液后于管式爐中在400℃氮氣環(huán)境中燒制，調(diào)節(jié)升溫速度為50℃/min，燒制時間定為1.5h，而后同于氮氣環(huán)境中降至室溫，研磨成粉末，并過200目篩備用。

(3)凹凸棒土改性

稱取步驟(2)研磨過后粒徑為200目的的凹凸棒土9g置于錐形瓶中，用移液管移取55mL濃度為30mmol/L含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性液與凹凸棒土充分搖勻后，經(jīng)過50℃恒溫水浴以轉(zhuǎn)速為200rpm/min振蕩12h，然后采用直到清洗上清液用紫外可見分光光度計在λ＝230nm檢測不到松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺后，置于燒杯中在60℃進(jìn)行真空干燥烘干，冷卻即得含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土成品。

二、本發(fā)明的含松香基三元菲環(huán)結(jié)構(gòu)的氧化叔胺改性凹凸棒土在吸附剛果紅中的應(yīng)用

(1)稱取0.0500g上述方法制備的改性凹凸棒土吸附劑，置于50ml濃度為100mg/L剛果紅溶液中，用硝酸溶液調(diào)節(jié)溶液pH＝9.0。溶液置于50℃，水浴恒溫振蕩器上振蕩15小時，振蕩速率為150rpm/min，剛果紅的去除率均達(dá)到95％以上，處理后剛果紅溶液濃度在2～20mg/L之間，剛果紅單位吸附量達(dá)到80mg剛果紅/g改性凹凸棒土。