一種竹炭蒙脫土復合吸附劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于吸附劑技術領域，具體涉及一種竹炭蒙脫土復合吸附劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]印染廢水是化纖等紡織產(chǎn)品在預處理、染色、印花和整理過程中所排放的廢水。據(jù)估計，全世界紡織用染料生產(chǎn)為40多萬噸，印染加工過程中約有10%?20%染料作為廢水排出，進入江湖、大海和地面水中。目前，印染廢水排放量位居全國工業(yè)廢水排放量第五位，占紡織工業(yè)廢水排放量的80%。印染廢水色度較高，水體透明度差，嚴重影響水生生物和微生物生長，不利于水體自凈。甚至有些染料在還原條件下會分解產(chǎn)生致癌芳香胺，對環(huán)境及人類的健康造成了嚴重的威脅。因此，脫色是印染廢水處理中的一個重要環(huán)節(jié)。
[0003 ]染料廢水常用的處理方法有絮凝沉淀法、臭氧氧化法、光催化法、膜分離法和吸附法等。其中吸附法由于不會引入新的污染物，能耗較低且能從廢水中富集分離有機污染物，因而受到人們的廣泛關注。一般選用多孔、比表面積大的材料作為吸附劑，如活性炭等，但由于活性炭價格昂貴，迫使人們研究和尋找價格低廉、對環(huán)境無污染、無毒和無害的新型吸附劑?，F(xiàn)在通常使用幾種材料復合的吸附劑，不但可以提高吸附性能，而且還會產(chǎn)生一些新的吸附特征。目前，復合型吸附劑已經(jīng)被廣泛應用，并取得了良好的效果。
[0004]蒙脫土是一類層狀的硅酸鹽粘土礦物，因其資源豐富、層間陽離子可交換性、該類礦物具有吸附陽離子和極性有機分子的能力，常在廢水處理中用作吸附劑和絮凝劑。其典型的結構特點是每個單位晶胞由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構成，層層間通過共用氧原子相連接，形成高度有序的準二維晶片，屬于2:1型三層夾心結構，具有很高的剛度，層間不易滑移。由于鋁氧八面體中的部分Al3+易被Mg2+或Li+等低價離子取代，硅氧四面體中的Si4+也可被Al3+等同晶置換，使得片層間帶有一定的負電荷。近幾年研究表明，經(jīng)表面改性的蒙脫土對有機廢水顯示出了較好的吸附脫色效果。夏新奎等(夏新奎，劉德汞.酸化膨潤土對印染廢水脫色實驗研究[J].信陽農(nóng)業(yè)高等專科學校學報，2003，13(2):13-14.)將鈣基蒙脫土水洗提純并用質量分數(shù)為20%的稀硫酸活化后，用雙層料柱對含普拉黃-GN、普拉艷紅-1OB染料廢水進行脫色，在pH為6?7，酸化膨潤土加入量為30 g/L時，脫色率達到93%，⑶D去除率達到78%。蔣月秀等(蔣月秀，張雪，徐慧娟等.改性膨潤土對酸性靛藍的吸附性能研究[J].非金屬礦，2007，30(5): 63-65.)制備了Fe3+/膨潤土為5mmol/g的鐵柱撐膨潤土，并研究了染料在改性土上的吸附平衡和吸附動力學過程，測出鐵柱撐土對酸性靛藍的最大吸附量為39.9 mg/g。伊莉等(伊莉，付穎寰，薛文平等.制備條件對有機膨潤土吸附活性艷紅性能的影響[J].大連輕工業(yè)學院學報，2007，26(4):322-325.)考察了不同CTAB質量分數(shù)(0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%和3%)條件下制備的有機膨潤土對活性艷紅染料溶液吸附性能的影響。實驗結果顯示，隨著改性劑CTAB質量分數(shù)的增加，染料去除率明顯增加，當質量分數(shù)達到2%時去除率趨于穩(wěn)定，這與有機膨潤土的吸附能力與有效進入膨潤土層間的有機改性劑數(shù)量有關。在改性劑質量分數(shù)為2%，溶液pH為6，溫度80 °C，反應時間90 min的條件下，有機土對150 ml質量濃度為450 mg/L的活性艷紅的去除率可達99%。以上研究表明，粘土改性復合材料吸附劑具有較好的吸附效果。由于傳統(tǒng)單一吸附劑存在諸多不足，迫使人們研究開發(fā)價格低廉、對環(huán)境無污染、吸附效果良好的新型吸附劑，不但可以降低生產(chǎn)成本，同時對保護人類生態(tài)環(huán)境和充分利用現(xiàn)有資源意義深遠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種竹炭蒙脫土復合吸附劑及其制備方法，它對染料具有良好的吸附性能，可用于印染廢水的脫色處理，此吸附劑成本較低，原料易得，吸附性能優(yōu)異，
工藝簡單。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的具體技術方案如下:
所述的一種竹炭蒙脫土復合吸附劑，其特征在于由竹質纖維素、酸改性蒙脫土和去離子水構成，竹質纖維素、酸改性蒙脫土和去離子水的投料質量比為1:0.5?10:1?20。
[0007]所述的一種竹炭蒙脫土復合吸附劑，其特征在于竹質纖維素、酸改性蒙脫土和去離子水的投料質量比為I: I?3:10?15。
[0008]所述的一種竹炭蒙脫土復合吸附劑，其特征在于酸改性蒙脫土由鈣基蒙脫土經(jīng)酸改性得到。
[0009]所述的竹炭蒙脫土復合吸附劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
1)取鈣基蒙脫土均勻分散于水中配成蒙脫土懸浮液，在該懸浮液中加入一定量的酸，并在80-9(TC攪拌3-5小時，將所得產(chǎn)物干燥得到酸改性蒙脫土，研磨待用；
2)將竹子纖維素、酸改性蒙脫土材料及去離子水置于帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應釜中，將該反應釜放置于旋轉烘箱中，于100?300°C旋轉攪拌反應，移除上清液，即得到固體產(chǎn)物竹炭蒙脫土復合吸附劑。
[0010]所述的竹炭蒙脫土復合吸附劑的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的酸為硫酸、磷酸、鹽酸、對甲苯磺酸、甲酸或乙酸中的任意一種;酸與鈣基蒙脫土酸的質量比為I?5:1o
[0011]所述的竹炭蒙脫土復合吸附劑的制備方法，其特征在于步驟I)中反應溫度為85°C，反應時間為4小時。
[0012]所述的竹炭蒙脫土復合吸附劑的制備方法，其特征在于步驟2)中在旋轉烘箱中的反應溫度為150-225 °C。
[0013]所述的竹炭蒙脫土復合吸附劑的制備方法，其特征在于步驟2)中在旋轉烘箱中的反應時間為4-10小時。
[0014]所述的竹炭蒙脫土復合吸附劑的制備方法，其特征在于步驟2)中竹質纖維素、酸改性蒙脫土和去離子水的投料質量比為I =0.5-10: I?20，優(yōu)選為1:1?3:10?15。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的通過先將蒙脫土進行酸改性，酸改性后的蒙脫土與竹炭進行反應，通過蒙脫土和竹炭形成的多級孔結構和大比表面積，使得到竹炭蒙脫土復合吸附劑對印染廢水中的染料顯示了良好的吸附