专利名称：一种硫胺素改性膨润土的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种膨润土的制备方法，特别是涉及一种硫胺素改性膨润土的制备方法。
背景技术：
膨润土是一种在自然界分布较为广泛的粘土类矿物，属非金属矿产。中国的膨润土矿资源非常丰富，储量居世界首位，占世界总量的60%，预测资源量在70亿t以上，并以分布广、埋藏浅、易采掘及品种齐全为特点。膨润土及其提纯改型产品都不同程度地具有一些优越的特性，这些特性主要有膨胀性、亲水性(或亲油性，如有机膨润土)、吸附性、阳离子 交换性、催化活性、分散性、悬浮性、粘接性、触变性、稳定性、无毒性。随着科学技术的发展，人们对膨润土结晶特性和物理化学性质的了解逐渐加深，膨润土在工农业生产和科学研究方面的使用日益广泛。它作为粘结剂、悬浮剂、增稠剂、触变剂、絮凝剂、稳定剂、净化脱色齐IJ、充填剂、催化剂以及催化剂载体在冶金、机械铸造、钻探、石油化工、轻工、农林牧、建筑工程、环保等领域有着十分广泛的应用前景。特别是膨润土带电性和较大的比表面积使其具有较强的吸附性，因此膨润土具有良好的离子交换能力和吸附性能，可用于多种污染物的去除。但是天然膨润土中由于表面硅氧结构具有极强的亲水性和层间大量可交换性阳离子的水解，使其表面通常存在一层薄的水膜，而限制了在水溶液中的应用；此外，膨润土固液分离速度慢，絮凝物脱水效果差，也影响了其实际应用。为了满足某种需要或为了提高膨润土的使用效果，获得具有实用性的高性能膨润土，在一定条件下，人为地在膨润土中引进一些无机离子或(和)有机化合物，使膨润土的结构和化学性质发生改变，达到对膨润土改型的目的。目前，对膨润土的改性研究主要集中于以下几方面
(I)无机改性
单柱金属柱撑无机改性当蒙脱石的层间电荷固定时，柱撑剂的电荷越高，其层间距越大；柱撑剂的体积越大，其层间距越大。多元素金属柱撑无机改性将多聚羟基金属阳离子引入膨润土层间，除常见的离子交换法外，还有浸滞法，物理吸附法。(2)有机改性
用有机阳离子或者有机物取代膨润土层间或表面可交换性无机阳离子或结构水，形成以共价键、离子键、偶合键或者范德华力结合有机膨润土或者有机膨润土复合物。有机改性膨润土是一类亲油性的化合物，常被用来处理水中的有机物。常用的有机改性剂有长链烷基伯铵、仲铵、叔铵、季铵盐、酰铵以及季磷盐等有机阳离子。(3)无机-有机改性
目前，国内外对无机-有机复合改性膨润土的制备研究较少。先以多聚羟基金属阳离子作为柱化剂制备的柱撑膨润土层间距，再将某些表面活性剂引入膨润土层间从而合成出更大孔径的无机-有机柱撑膨润土。常用的表面活性剂一般是分子大小不等的可溶性季胺盐阳离子、十六烷基三甲基季胺盐阳离子、十六烷基吡啶阳离子等。
(4)生化试剂改性
在近十几年中，国外很多学者对用生化试剂改性的膨润土去治理废水产生了很大的兴趣。由于生化试剂是从生物体中提取的或由化学合成的生物体的基本成分，因此，无论对于环境或是人体都是无毒害作用的。经多年研究发现，改性膨润土作为水处理剂在各类废水处理尤其是工业废水处理中的应用潜力巨大。改性土可广泛应用于去除芳香族化合物、有毒和难降解有机物、除色等。由于价格低廉，适用范围广，随着研究的不断深入，改性膨润土水处理剂将有可能取代传统吸附剂在废水处理中的地位，在废水处理中得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硫胺素改性膨润土的制备方法，方法以硫胺素为原料，对膨润土进行改性，制备出的改性膨润土，对人类及动植物无毒害作用，使用后的改性膨润土回收处理，可作为饲料和肥料，避免产生二次污染。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种硫胺素改性膨润土的制备方法，所述方法以硫胺素为改性剂，对膨润土进行改性，包括以下过程
首先对原土提纯将原土配成5%的土悬浊液，搅拌20min，静置5min后，用吸虹法取上部浆液，静置I天，再取上部浆液离心，将底部糊状土干燥，研磨，再过O. 074mm筛，备用；然后配制改性剂溶液用O. lmol/L的盐酸和分析纯的硫胺素配制成质量浓度为3. 5g/L硫胺素溶液；
最后制备硫胺素改性膨润土 取IOOmL质量浓度为3. 5g/L的硫胺素溶液与精土混合均勻，搅拌60min，抽滤，洗涤，(TC冻干，研磨，过O. 074mm筛，即得到硫胺素改性膨润土。所述的一种硫胺素改性膨润土的制备方法，所述硫胺素(VB1)为生化试剂，来源于天然。所述的一种硫胺素改性膨润土的制备方法，所述硫胺素改性膨润土 IR谱图显示，改性后及改性后水洗土 IR图中氨基特征峰在1579CHT1及1405 cnT1。本发明的优点与效果是
本发明以生化试剂一硫胺素为原料，对膨润土进行改性，作为一种新型的改性膨润土，具有性能好、操作简便的特点。以硫胺素为改性剂对膨润土进行改性，一方面制备过程首先在酸性条件下对膨润土进行提纯，使膨润土得到一个酸活化过程，并打通晶体结构中孔道多余物质的阻碍，再由硫胺素进行插层，改性效果显著，且制备工艺安全、节能；另一方面，硫胺素为多官能团分子，分子结构中不仅含有大量正离子，而且还含有-CH3、-CH2、-CH2Ch2oh、-nh3、-n-、-s，提高了它对膨润土的插层能力，改变了膨润土层间距和比表面积，从而达到改性的目的。而且，硫胺素(VB1)为生物必不可少的营养物质，其摄入量少会影响生物的正常活动，摄入量过多对生物并无影响。以它为改性剂制备出的改性膨润土，对人类及动植物无毒害作用。对使用后的改性膨润土回收处理，可作为饲料和肥料，避免产生二次污染。硫胺素改性膨润土可能成为新型特殊材料，开拓膨润土应用领域。
图I为本发明硫胺素改性膨润土的制备工艺流程图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明进行详细说明。本发明以硫胺素为改性剂，对膨润土进行改性，制备一种新型有机改性膨润土。使用的硫胺素(VB1)为生化试剂，且它的天然来源便于回收处理，它的多官能团对原膨润土有更强的改性能力。硫胺素改性膨润土 IR谱图显示，改性后及改性后水洗土 IR图中均在1579cm-1及1405 cnT1附近增加了两个氨基特征峰，说明铵离子吸吸附在膨润土表面，与表面的阳离子进行有效的交换作用。改性膨润土的X-射线谱图显示图中001峰向小角度移动，说明膨润土的层间距增大，进一步证明硫胺素已经进入膨润土层间，吸附性能增强。制备过程首先在强酸性条件下进行，使膨润土得到一个酸活化过程，并打通晶体结构中孔道 多余物质的阻碍，再由多官能团的有机物进行插层，改性效果显著，且制备工艺安全、节能。本发明合成原理
天然土是一种层状硅铝酸盐，层与层之间靠静电作用结合，四面体及八面体存在广泛的同晶置换，四面体中的Si4+常被Al3+替代，八面体中的Al3+常被Mg2+、Fe3+、Fe2+、Ni2+、Li+等替代，使层间产生弱的负电荷，从而具有吸附某些阳离子的能力。硫胺素分子中含有的-NH3+和-N=+，当其溶解于强酸性溶液中时，即带有正电荷。这样，-NH3+和-N=+可以交换膨润土表面的阳离子，吸附在膨润土的表面或者进入膨润土层间，改变了膨润土层间距和比表面积，提高了膨润土的吸附能力；通过X-射线衍射实验和IR谱图可以证实这一点。硫胺素改性膨润土 IR谱图显示，改性后及改性后水洗土 IR图中均在1579CHT1及1405 cnT1附近增加了两个氨基特征峰，说明铵离子吸付在膨润土表面；改性膨润土的X-射线谱图显示图中001峰向小角度移动，说明膨润土的层间距增大，进一步证明硫胺素已经进入膨润土层间，吸附性能增强。实施例
首先对原土提纯将原土配成5%的土悬浊液，搅拌20min，静置5min后，用吸虹法取上部浆液，静置I天，取上部浆液离心，将底部糊状土干燥，研磨，再过O. 074mm筛，备用。然后配制改性剂溶液用O. lmol/L的盐酸和分析纯的硫胺素配制成质量浓度为3. 5g/L硫胺素溶液。最后制备硫胺素改性膨润土 取IOOmL质量浓度为3. 5g/L的硫胺素溶液与一定质量的精土混合均匀，搅拌60min，抽滤，洗涤，(TC冻干，研磨，过O. 074_筛，得到硫胺素改性土。硫胺素改性膨润土的最适宜制备条件
膨润土浆液的浓度为5 %，硫胺素溶液质量浓度为3. 5g/L，精土投加量4g，搅拌时间60min, 0°C冻干，粒度 O. 074mm。
权利要求
1.一种硫胺素改性膨润土的制备方法，其特征在于，所述方法以硫胺素为改性剂，对膨润土进行改性，包括以下过程 首先对原土提纯将原土配成5%的土悬浊液，搅拌20min，静置5min后，用吸虹法取上部浆液，静置I天，再取上部浆液离心，将底部糊状土干燥，研磨，再过O. 074mm筛，备用； 然后配制改性剂溶液用O. lmol/L的盐酸和分析纯的硫胺素配制成质量浓度为3. 5g/L硫胺素溶液； 最后制备硫胺素改性膨润土 取IOOmL质量浓度为3. 5g/L的硫胺素溶液与精土混合均勻，搅拌60min，抽滤，洗涤，(TC冻干，研磨，过O. 074mm筛，即得到硫胺素改性膨润土。
2.根据权利要求I所述的一种硫胺素改性膨润土的制备方法，其特征在于，所述硫胺素(VB1)为生化试剂，来源于天然。
3.根据权利要求I所述的一种硫胺素改性膨润土的制备方法，其特征在于，所述硫胺素改性膨润土 IR谱图显示，改性后及改性后水洗土 IR图中氨基特征峰在1579CHT1及1405cm 1O
全文摘要
一种硫胺素改性膨润土的制备方法，涉种膨润土的制备方法，将原土配成5%的土悬浊液，搅拌20min，静置5min后，用吸虹法取上部浆液，静置1天，再取上部浆液离心，将底部糊状土干燥，研磨，再过0.074mm筛,备用；然后配制改性剂溶液用0.1mol/L的盐酸和分析纯的硫胺素配制成质量浓度为3.5g/L硫胺素溶液；最后制备硫胺素改性膨润土取100mL质量浓度为3.5g/L的硫胺素溶液与精土混合均匀，搅拌60min，抽滤，洗涤，0℃冻干，研磨，过0.074mm筛,即得到硫胺素改性膨润土。制备出的改性膨润土对人类及动植物无毒害作用。对使用后的改性膨润土回收处理，可作为饲料和肥料，避免产生二次污染。
文档编号C01B33/40GK102874824SQ20121036805
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者邵红, 曹宁 申请人:沈阳化工大学