一种无机-有机复合膨润土材料及其制备方法和应用_3

文档序号:9254814阅读:来源:国知局
为 美国 MicromeriticsTriSTAR3020 型物理吸附仪;
[0044] 测试步骤及方法为:将待测样品研磨成粉末状,取适量烘干;在IKTC的真空(约 I. 33Pa)氛围中脱气处理8小时,在77K(-196°C )下用液氮与之充分接触使达到吸附平衡; 根据氮气的总加入量和吸附平衡后的残余量,计算出氮气的吸附量。
[0045] (3)吸附实验:
[0046] 配置一定量500ppm的柴油水溶液,样品25°C条件下对其进行吸附,固液分离后用 正己烷萃取,对萃取液于220nm处用紫外-可见风光光度计测定吸附后的柴油浓度;标准曲 线方程为 C(mg/L) = 130·7204*Α-11·6993。
[0047] 实施例1
[0048] 本发明提供了一种无机-有机复合膨润土材料,该材料的制备过程为:
[0049] (1)将浓度为0· 2mol/L的AlCl3 ·6Η20溶液置于80°C水浴中,在500rpm恒速搅拌 的条件下向其中滴加等体积浓度为〇. 48mol/L的NaOH溶液,滴加完成后继续搅拌4h,之后 从水浴中取出于室温下静置老化24h,制得铝十三聚体柱撑液;
[0050] (2)将膨润土分散于水中配置成质量百分比浓度为5%的膨润土悬浊液,在80°C 搅拌条件下,按铝土比lOmol/kg的比例向其中滴加铝十三聚体柱撑液;滴加完成后继续搅 拌4h,之后经抽滤、洗涤、干燥、粉碎得到铝十三聚体柱撑膨润土,经氮气物理吸附脱附仪测 定其比表面积为214m 2/g、孔体积为0. 1569cm3/g,而膨润土原土的比表面积为36. 8m2/g、孔 体积为0. 09338cm3/g,此外热重分析发现膨润土经铝十三聚体柱撑后崩塌温度由875°C升 至为890°C,这说明铝柱撑膨润土具有更好的热稳定性;
[0051] (3)将1份(摩尔量)市售脱乙酰度彡80%的壳聚糖(以葡萄糖单体计算摩尔量, 下同)溶于浓度为1% (体积百分比)的乙酸水溶液中,搅拌,并在完全溶解后在搅拌的条 件下向其中滴加〇. lmol/L氢氧化钠溶液,使壳聚糖析出,经抽滤得到滤饼;在80°C及搅拌 条件下,向1份上述壳聚糖滤饼中加入5份(摩尔量)缩水甘油三甲基氯化铵,再向其中加 入水并用适量氢氧化钠溶液调节PH = 8-9,于80°C条件下反应20h,溶液用丙酮沉淀后经抽 滤、低温干燥得到壳聚糖季铵盐;
[0052] (4)将20重量份铝十三聚体柱撑膨润土分散于蒸馏水中配置成浓度为1 % (重量 百分比)的铝十三聚体柱撑膨润土悬浊液,再将9重量份壳聚糖季铵盐样品溶于水,所得溶 液加入上述铝十三聚体柱撑膨润土悬浊液中。反应器置于80°C条件下反应7h,经过滤、低 温干燥即可得到壳聚糖季铵盐-铝柱撑膨润土样品。
[0053] 经XRD测定其层间距d=18,74A,由氮气物理吸附脱附仪测定结果可知由于有机物 堵塞部分孔道使其比表面积下降,比表面积A = 163m2/g,孔体积V = 0. 1222cm3/g。用0.1 g 样品对20mL500ppm的柴油水溶液中的柴油进行吸附,在吸附30min后经离心分离后,测定 水中柴油浓度,结果表明吸附率为94. 2%。在相同实验条件下测得的未改性膨润土原土对 水中柴油的吸附率为67. 7%,改性后吸附率提高了 39. 1%。
[0054] 实施例2
[0055] 本发明提供了一种无机-有机复合膨润土材料,该材料的制备过程为:
[0056] (1)按实施例1的条件制备铝十三聚体柱撑膨润土;
[0057] (2)将1份(摩尔量)市售脱乙酰度彡80%的壳聚糖溶于浓度为2% (体积百 分比)的乙酸水溶液中,搅拌,并在完全溶解后在搅拌的条件下向其中滴加0. lmol/L氢氧 化钠溶液,使壳聚糖析出,经抽滤得到滤饼;在70°C及搅拌条件下,向1份上述滤饼壳聚糖 中加入5份(摩尔量)缩水甘油三甲基氯化铵,再向其中加入水并用适量氢氧化钠溶液调 节pH = 8-9,于70°C条件下反应16h,溶液用丙酮沉淀后经抽滤、低温干燥得到壳聚糖季铵 盐;
[0058] (3)将20重量份铝十三聚体柱撑膨润土分散于蒸馏水中配置成浓度为5% (重量 百分比)的铝十三聚体柱撑膨润土悬浊液,再将3重量份壳聚糖季铵盐样品溶于水,所得溶 液加入上述铝十三聚体柱撑膨润土悬浊液中;反应器置于70°C条件下反应5h,经过滤、低 温干燥即可得到壳聚糖季铵盐-铝柱撑膨润土样品。
[0059] 经XRD测定其层间距d=18.6〇A,由氮气物理吸附脱附仪测定结果可知由于有机物 堵塞部分孔道使其比表面积略有下降,比表面积A = 194m2/g,孔体积V = 0. 1276cm3/g。用 〇. Ig样品对20mL500ppm的柴油水溶液中的柴油进行吸附,在吸附30min后经离心分离后, 测定水中柴油浓度,结果表明吸附率为90. 5%。在相同实验条件下测得的未改性的膨润土 原土对柴油水溶液中的柴油的吸附率为67. 7%,改性后吸附率提高了 33. 7%。
[0060] 实施例3
[0061] 本发明提供了一种无机-有机复合膨润土材料,该材料的制备过程为:
[0062] (1)将浓度为0. 4mol/L的AlCl3 ·6Η20溶液置于80°C水浴中,在500rpm恒速搅拌 的条件下向其中滴加等体积浓度为〇. 96mol/L的NaOH溶液,滴加完成后继续搅拌5h,之后 从水浴中取出于室温下静置老化32h,得到铝十三聚体柱撑液;
[0063] (2)将膨润土分散于水中配置成质量百分比浓度为10%的膨润土悬浊液,在80°C 搅拌条件下,按铝土比15mol/kg的比例向其中滴加铝十三聚体柱撑液;滴加完成后继续搅 拌5h,之后经抽滤、洗涤、干燥、粉碎得到铝十三聚体柱撑膨润土,经氮气物理吸附脱附仪测 定其比表面积为213m 2/g ;
[0064] (3)将1份(摩尔量)市售脱乙酰度彡80%的壳聚糖溶于浓度为0· 5% (体积百 分比)的乙酸水溶液中,搅拌,并在完全溶解后在搅拌的条件下向其中滴加0. lmol/L氢氧 化钠溶液,使壳聚糖析出,经抽滤得到滤饼。在60°C及搅拌条件下,向1份上述滤饼壳聚糖 中加入5份(摩尔量)缩水甘油三甲基氯化铵,再向其中加入水并用适量氢氧化钠溶液调 PH = 8-9,于60°C条件下反应15h,溶液用丙酮沉淀后,经抽滤、低温干燥得到壳聚糖季铵 盐;
[0065] (4)将20重量份铝十三聚体柱撑膨润土分散于蒸馏水中配置成浓度为5% (重量 百分比)的铝十三聚体柱撑膨润土悬浊液,再将2重量份壳聚糖季铵盐样品溶于水,所得溶 液加入上述膨润土中。反应器置于60°C条件下反应4h,经过滤、低温干燥即可得到壳聚糖 季铵盐-铝柱撑膨润土样品。
[0066] 经XRD测定其层间距d=18.59A,由氮气物理吸附脱附仪测定结果可知由于有机物 堵塞部分孔道使其比表面积略有下降,比表面积A = 191m2/g,孔体积V = 0. 1348cm3/g。用 〇. Ig样品对20mL500ppm的柴油水溶液中的柴油进行吸附,在吸附30min后,经离心分离测 定水中柴油浓度。结果表明吸附率为89. 7%。在相同实验条件下测得的未改性膨润土原土 对水中柴油的吸附率为67. 7%,改性后吸附率提高了 32. 5%。
[0067] 实施例4
[0068] 本发明提供了一种无机-有机复合膨润土材料,该材料的制备过程为:
[0069] (1)按实施例1的条件制备铝十三聚体柱撑液;
[0070] (2)将膨润土分散于水中配置成质量百分比浓度为10%的膨润土悬浊液,在70°C 搅拌条件下,向其中
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