一种改性膨润土负载化壳聚糖吸附材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改性膨润土负载化壳聚糖吸附材料的制备方法，属于吸附材料技术领域。
【背景技术】
[0002]我国膨润土资源丰富，地域分布广阔，预测资源储量在80亿吨以上，居世界第一；已探明储量为24.6亿吨，占世界的60%。膨润土属于层状铝硅酸盐粘土矿物，是国内外开发最早、应用最广的非金属矿物之一，素有“万能粘土”之称。膨润土具有阳离子交换性、吸水膨胀性、触变性、分散悬浮性、吸附性、粘结性和可塑性、低扩散性、低渗透性、化学稳定性、热稳定性等优异物化性能，被广泛应用在环保、药用辅料、催化剂及载体、石油、铸造、冶金、建筑、农业、畜牧业、日化用品等领域。
[0003]膨润土比表面积大、吸附性能良好，作为吸附剂，在处理废水、废气污染物具有原材料成本低、吸附效率高的优点，因此，膨润土在环境治理中的应用获得了重视。但是颗粒膨润土具有较大的粒径，在水中易沉降，但是颗粒膨润土强度不高，影响了颗粒膨润土在废水处理中的应用，颗粒膨润土对废水中的污染物吸附能力也较弱。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前膨润土虽然比表面积大、吸附性能良好，但是颗粒膨润土具有较大的粒径，在水中易沉降，但是颗粒膨润土强度不高，影响了颗粒膨润土在废水处理中的应用的问题，本发明首先对膨润土进行表面改性，再将其与氮三乙酸及二氧化三碳，在高温下对膨润土内部结构进行改性，增加膨润土晶胞电价不饱和，然后再将其进行生物改性，增加其吸附能力，最后将其与壳聚糖混合，在激光照射下，通过壳聚糖正电荷和膨润土中负电荷进行结合，制备一种改性膨润土负载化壳聚糖吸附材料，该材料在水中不易沉降且强度高。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)取500?800g膨润土放入粉碎机中进行粉碎，过筛得50?60目膨润土颗粒，随后将其放入500mL的烧杯中，再向其中加入质量分数为30%的盐酸溶液浸泡颗粒及20?25g十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，然后将烧杯移至超声清洗仪中，在频率为25?28KHz下，振荡30?45min；
(2)待上述振荡结束后过滤，收集过滤物将其与10?15g氮三乙酸及5?Sg二氧化三碳，在容器中混合均匀，将混合物放入煅烧炉中，在温度为600?700°C下，煅烧30?40min，随后冷却至室温，将其取出，放入粉碎机中进行粉碎，过筛得70?80目初步改性膨润土颗粒；
(3)取300?400g上述所得的初步改性膨润土颗粒，与萘乙酸钠按质量比4:1，在容器中进行混合，随后向容器中加入700?800mL质量分数为0.7%的氯化钠溶液，以转速300?500r/min，进行快速搅拌15?20min，待搅拌结束后，得改性混合物，使用15mL的注射器将改性混合物从带有花骨朵的灯芯草的根部注射入灯芯草内，每棵灯芯草注射15mL; (4)待上述注射后的灯芯草开花后，将其灯芯草进行收割，随后将其使用铡刀将其切割成长为Icm的灯芯草颗粒，再将其浸泡于水中进行腐烂，待其完全腐烂后进行过滤，然后使用水冲洗过滤物4?6次，再去除杂质，收集膨润土颗粒，将所收集的膨润土颗粒放入风干机中进行风干，得改性膨润土 ；
(5)称取150?200g上述所得的改性膨润土放入盛有400?500mL质量分数为32%的醋酸溶液的烧杯中，再向其中加入180?230g壳聚糖，使用1.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为5.0?5.5，然后使用搅拌器以转速200?230r/min，搅拌50?70min ；
(6)待上述搅拌结束后将烧杯移至激光冲击强化装置中，单脉冲能量设定为10?15J，脉冲宽度设定为15?20ns，重复频率为3Hz，放置2?4min后将烧杯取出，将其内的混合物放入离心机中进行离心分离，收集离心物，并使用去离子水洗涤3?4次，随后将其移至烘箱中烘干，然后将其取出放入粉碎中粉碎，过筛得100?120目改性膨润土负载化壳聚糖吸附材料。
[0006]本发明的应用方法:将本发明制得的改性膨润土负载化壳聚糖吸附材料应用到废水处理中，在5m X 4m的废水池中，测定废水中的含铬量为100?150mg/L，然后吸附材料的投加量为5?8g/L，搅拌30?40min后，再静止10?15min，测得处理后水中的含铬量I?3mg/L，去除率达到97%以上。
[0007]本发明的有益效果:
(1)本发明所制得的改性膨润土负载化壳聚糖吸附材料在水中不易沉降且强度高；
(2)本发明所制得的改性膨润土负载化壳聚糖吸附材料制作成本低，易于操作。
【具体实施方式】
[0008]取500?SOOg膨润土放入粉碎机中进行粉碎，过筛得50?60目膨润土颗粒，随后将其放入500mL的烧杯中，再向其中加入质量分数为30%的盐酸溶液浸泡颗粒及20?25g十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，然后将烧杯移至超声清洗仪中，在频率为25?28KHz下，振荡30?45min ；待上述振荡结束后过滤，收集过滤物将其与10?15g氮三乙酸及5?8g 二氧化三碳，在容器中混合均匀，将混合物放入煅烧炉中，在温度为600?700°C下，煅烧30?40min，随后冷却至室温，将其取出，放入粉碎机中进行粉碎，过筛得70?80目初步改性膨润土颗粒;取300?400g上述所得的初步改性膨润土颗粒，与萘乙酸钠按质量比4:1，在容器中进行混合，随后向容器中加入700?800mL质量分数为0.7%的氯化钠溶液，以转速300?50(^/1^11，进行快速搅拌15?20min，待搅拌结束后，得改性混合物，使用15mL的注射器将改性混合物从带有花骨朵的灯芯草的根部注射入灯芯草内，每棵灯芯草注射15mL;待上述注射后的灯芯草开花后，将其灯芯草进行收割，随后将其使用铡刀将其切割成长为Icm的灯芯草颗粒，再将其浸泡于水中进行腐烂，待其完全腐烂后进行过滤，然后使用水冲洗过滤物4?6次，再去除杂质，收集膨润土颗粒，将所收集的膨润土颗粒放入风干机中进行风干，得改性膨润土 ；
称取150?200g上述所得的改性膨润土放入盛有400?500mL质量分数为32%的醋酸溶液的烧杯中，再向其中加入180?230g壳聚糖，使用1.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为5.0?5.5，然后使用搅拌器以转速200?23(^/11^11，搅拌50?701^11;待上述搅拌结束后将烧杯移至激光冲击强化装置中，单脉冲能量设定为10?15J，脉冲宽度设定为15?20ns，重复频率为3Hz，放置2?4min后将烧杯取出，将其内的混合物放入离心机中进行离心分离，收集离心物，并使用去离子水洗涤3?4次，随后将其移至烘箱中烘干，然后将其取出放入粉碎中粉碎，过筛得100?120目改性膨润土负载化壳聚糖吸附材料。
[0009]实例I
取600g膨润土放入粉碎机中进行粉碎，过筛得60目膨润土颗粒，随后将其放入500mL的烧杯中，再向其中加入质量分数为30%的盐酸溶液浸泡颗粒及22g十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，然后将烧杯移至超声清洗仪中，在频率为26KHz下，振荡35min;待上述振荡结束后过滤，收集过滤物将其与12g氮三乙酸及6g二氧化三碳，在容器中混合均匀，将混合物放入煅烧炉中，在温度为650 °C下，煅烧35min，随后冷却至室温，将其取出，放入粉碎机中进行粉碎，过筛得80目初步改性膨润土颗粒;取350g上述所得的初步改性膨润土颗粒，与萘乙酸钠按质量比4:1，在容器中进行混合，随后向容器中加入750mL质量分数为0.7%的氯化钠溶液，以转速400r/min，进行快速搅拌18min，待搅拌结束后，得改性混合物，使用15mL的注射器将改性混合物从带有花骨朵的灯芯草的根部注射入灯芯草内，每棵灯芯草注射15mL;待上述注射后的灯芯草开花后，将其灯芯草进行收割，随后将其使用铡刀将其切割成长为Icm的灯芯草颗粒，再将其浸泡于水中进行腐烂，待其完全腐烂后进行过滤，然后使用水冲洗过滤物5次，再去除杂质，收集膨润土颗粒，将所收集的膨润土颗粒放入风干机中进行风干，得改性膨润土;称取170g上述所得的改性膨润土放入盛有450mL质量分数为32 %的醋酸溶液的烧杯中，再向其中加入200g壳聚糖，使用1.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为5.0，然后使用搅拌器以转速210r/min，搅拌60min;待上述搅拌结束后将烧杯移至激光冲击强化装置中，单脉冲能量