一种改性沸石及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明公开了一种改性沸石，还提供了该改性沸石的制备方法，以及利用该沸石吸附水体中重金属的用途。本发明提供的改性沸石是由沸石与硝酸钠溶液混合，经过微波照射震荡反应、抽滤、洗涤、晾干，产物经过低温焙烧、与十二烷基三甲基溴化铵溶液混合震荡、洗涤、晾干后制备得到。该改性沸石重金属吸附能力强、吸附效果好、成本低、的改性沸石及其应用，还提供一种反应条件温和、安全环保、工艺操作简便的改性沸石的制备方法。
【专利说明】-种改性沸石及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001] 本发明涉及重金属防治领域，特别是指一种改性沸石及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水 灌觀和使用重金属超标制品等人为因素所致。水体中重金属污染易在生物链中富集和扩 大，并且某些重金属可在微生物作用下转化成毒性更强的有机化合物。
[0003] 目前去除水中重金属的主要方法有化学沉淀法、离子交换法和沸石吸附法。其中， 沸石吸附法成本低，操作简单、方便，近年成为废水处理的热口方法。
[0004] 天然沸石的吸附性能有限，通常通过对其改性W提高其吸附性能，目前常用的沸 石改性方法有：加热赔烧改性法、酸（碱）处理改性法、无机盐改性法、有机物改性法、微波 改性法、超稳化脱铅法和骨架铅化法等。W上方法具有各自的缺点，如赔烧法改性效果差， 并且耗能高；酸（碱）处理改性法会带来大量的腐蚀性废液，造成二次污染；无机盐改性与 有机物改性法改性效果有限，并且吸附重金属种类单一；而微波改性对沸石的结构影响较 大。并且，单一使用上述方法得到的改性沸石吸附重金属效果一般。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种重金属吸附能力强、吸附效果好、成本低、 适用广泛的改性沸石及其应用，还提供一种反应条件温和、安全环保、工艺操作简便的改性 沸石的综合制备方法。
[0006] 基于上述目的本发明提供了一种改性沸石的制备方法，包括W下步骤：
[0007] (1)沸石与硝酸轴溶液混合，在微波照射下，W 150-250巧m/min震荡反应，抽滤、 洗涂、瞭干；
[0008] (2)将步骤（1)中所得沸石20(TC -28(TC低温赔烧，W去除沸石的表面水；
[000引 做将步骤似中所得沸石与十二焼基H甲基漠化馈溶液混合、W 150-250巧m/ min震荡反应，抽滤，并用去离子水洗涂，瞭干得改性沸石。
[0010] 可选的，所述沸石可W为Y型沸石、方沸石、菱沸石。
[0011] 优选的，所述硝酸轴溶液浓度为0. 4-0. 8mol/L，所述沸石与硝酸轴质量比为 1:2-6,所述沸石与硝酸轴溶液混合后，微波照射下震荡反应2-4小时。
[0012] 优选的，所述十二焼基H甲基漠化馈溶液浓度为0. 2-0. 5mol/L，经过低温赔烧后 沸石与十二焼基H甲基漠化馈质量比为1:1. 5-5,低温赔烧时间为4-8小时，混合震荡反应 时间为4-12小时。
[0013] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种根据上述方法制备得到的改性沸石。
[0014] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述改性沸石的应用，具体是将所述 改性沸石用于废水的脱重金属处理过程中，并作为吸附废水中重金属的吸附剂。
[0015] 本发明原理为：沸石与小分子硝酸轴溶液混合在微波照射下震荡反应，促使硝酸 轴分子加载在沸石的内孔及表面，并且微波的福射改善了附着于沸石上硝酸轴的离子交换 能力；低温赔烧使硝酸轴分子与沸石更加牢固结合，同时去除沸石表面水，使沸石表面更容 易吸附有机物；上述步骤所得沸石与十二焼基H甲基漠化馈溶液值TAB)混合，DTAB分子较 大，仅吸附于沸石表面。从而使本发明所得改性沸石具有双修饰特性，即沸石内部修饰有硝 酸轴，外部修饰有DTAB。与此同时，微波福射W及低温赔烧的手段在增加了沸石本身对重金 属吸附能力，也促进并稳定了硝酸轴和DTAB在沸石上结合。从而使改性沸石对重金属具有 十分强的吸附能力W及吸附范围。
[0016] 从上面所述可W看出，本发明提供的改性沸石及其制备方法与现有技术相比，该 改性沸石内外修饰不同物质，并通过低温赔烧、微波照射、无机盐与有机物等多种改性方 法的综合使用，使得该沸石的吸附性能大大增加，具有更广泛的吸附范围，在主要吸附铅离 子、隶离子、铅离子、領离子等重金属离子。并且该改性沸石的制备方法所用试剂简单易得， 试性质温和，不产生废酸废碱等废液，不易造成二次污染，并且耗能低。
【具体实施方式】
[0017] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，对本发 明进一步详细说明。
[0018] 改性沸石的制备：
[001引 实施例1
[0020] 称取适量Y型沸石于反应器中，取适量浓度为0. 6mol/L硝酸轴水溶液，将Y型沸 石与硝酸轴溶液混合，Y型沸石与硝酸轴溶液中溶质的质量比为1:2 ;混合物W 2(K)rpm/min 震荡条件下，进行微波照射2小时；照射结束利用水粟抽滤、并用去离子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低温28(TC下赔烧4小时；称取赔烧后Y型沸石与浓度为0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反应器中，Y型沸石与DTAB溶液中溶质质量比为1:3,混合物在20化pm/ min条件下震荡8小时，震荡结束进行抽滤，并用去离子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[00川 实施例2
[0022] 称取适量Y型沸石于反应器中，取适量浓度为0. 6mol/L硝酸轴水溶液，将Y型沸 石与硝酸轴溶液混合，Y型沸石与硝酸轴溶液中溶质的质量比为1:3 ;混合物W 2(K)rpm/min 震荡条件下，进行微波照射2小时；照射结束利用水粟抽滤、并用去离子水洗涂3-5次，自 然瞭干；所得Y型沸石于低温20(TC下赔烧化；称取赔烧后Y型沸石与浓度为0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反应器中，Y型沸石与DTAB溶液中溶质质量比为1:3,混合物在20化pm/ min条件下震荡8小时，震荡结束进行抽滤，并用去离子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[002引 实施例3
[0024] 称取适量Y型沸石于反应器中，取适量浓度为0. 6mol/L硝酸轴水溶液，将Y型沸 石与硝酸轴溶液混合，Y型沸石与硝酸轴溶液中溶质的质量比为1:4 ;混合物W 2(K)rpm/min 震荡条件下，进行微波照射2小时；照射结束利用水粟抽滤、并用去离子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低温24CTC下赔烧4小时；称取赔烧后Y型沸石与浓度为0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反应器中，Y型沸石与DTAB溶液中溶质质量比为1:3,混合物在20化pm/ min条件下震荡8小时，震荡结束进行抽滤，并用去离子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[00幼 实施例4
[0026] 称取适量Y型沸石于反应器中，取适量浓度为0. 6mol/L硝酸轴水溶液，将Y型沸 石与硝酸轴溶液混合，Y型沸石与硝酸轴溶液中溶质的质量比为1:5 ;混合物W 2(K)rpm/min 震荡条件下，进行微波照射2小时；照射结束利用水粟抽滤、并用去离子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低温20(TC下赔烧4小时；称取赔烧后Y型沸石与浓度为0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反应器中，Y型沸石与DTAB溶液中溶质质量比为1:3,混合物在20化pm/ min条件下震荡8小时，震荡结束进行抽滤，并用去离子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[0027] 实施例5
[0028] 称取适量Y型沸石于反应器中，取适量浓度为0. 6mol/L硝酸轴水溶液，将Y型沸 石与硝酸轴溶液混合，Y型沸石与硝酸轴溶液中溶质的质量比为1:6 ;混合物W 2(K)rpm/min 震荡条件下，进行微波照射2小时；照射结束利用水粟抽滤、并用去离子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低温28(TC下赔烧4小时；称取赔烧后Y型沸石与浓度为0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反应器中，Y型沸石与DTAB溶液中溶质质量比为1:3,混合物在20化pm/ min条件下震荡8小时，震荡结束进行抽滤，并用去离子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[0029] 实施例6
[0030] 称取适量Y型沸石于反应器中，取适量浓度为0. 6mol/L硝酸轴水溶液，将Y型沸 石与硝酸轴溶液混合，Y型沸石与硝酸轴溶液中溶质的质量比为1:3 ;混合物W 2(K)rpm/min 震荡条件下，进行微波照射2小时；照射结束利用水粟抽滤、并用去离子水洗涂3-5次，自 然瞭干；所得Y型沸石于低温20(TC下赔烧4小时；称取赔烧后Y型沸石与浓度为0. 3mol/ L的DTAB溶液混合置于反应器中，Y型沸石与DTAB溶液中溶质质量比为1:1. 5,混合物在 200rpm/min条件下震荡8小时，震荡结束进行抽滤，并用去离子水洗涂3-5次，自然瞭干，即 得改性沸石。
[00引]实施例7
[0032] 称取适量Y型沸石于反应器中，取适量浓度为0. 6mol/L硝酸轴水溶液，将Y型沸 石与硝酸轴溶液混合，Y型沸石与硝酸轴溶液中溶质的质量比为1:3 ;混合物W 2(K)rpm/min 震荡条件下，进行微波照射2小时；照射结束利用水粟抽滤、并用去离子水洗涂3-5次，自 然瞭干；所得Y型沸石于低温28(TC下赔烧4小时；称取赔烧后Y型沸石与浓度为0. 3mol/ L的DTAB溶液混合置于反应器中，Y型沸石与DTAB溶液中溶质质量比为1:2. 5,混合物在 200rpm/min条件下震荡8小时，震荡结束进行抽滤，并用去离子水洗涂3-5次，自然瞭干，即 得改性沸石。
[003引 实施例8
[0034] 称取适量Y型沸石于反应器中，取适量浓度为0. 6mol/L硝酸轴水溶液，将Y型沸 石与硝酸轴溶液混合，Y型沸石与硝酸轴溶液中溶质的质量比为1:3 ;混合物W 2(K)rpm/min 震荡条件下，进行微波照射2小时；照射结束利用水粟抽滤、并用去离子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低温24CTC下赔烧4小时；称取赔烧后Y型沸石与浓度为0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反应器中，Y型沸石与DTAB溶液中溶质质量比为1:5,混合物在20化pm/ min条件下震荡8小时，震荡结束进行抽滤，并用去离子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[0035] 通过实施例1-8所制备的改性沸石，同时负载了对重金属具有良好络合性的无机 盐硝酸轴和有机物DTAB，并联合使用了微波照射、低温赔烧方法，增加了沸石负载硝酸轴和 DTAB，同时进一步加强了该改性沸石对重金属的吸附能力，使得该沸石对重金属具有十分 强的吸附能力。
[0036] 改性沸石对水体中重金属吸附能力检测：
[0037] 取实例1-8所得沸石0. Ig，置于250血带盖锥形瓶中，加入150ml含铅废水 (0. 53mg/L)，室温下振荡化后，检测溶液中铅离子的浓度，计算改性沸石对铅离子的吸附 率，结果详见表1。
[0038] 表1.改性沸石吸附重金属铅吸附率
[0039]
【权利要求】
1. 一种改性沸石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 沸石与硝酸钠溶液混合，在微波照射下，以150-250rpm/min震荡反应，抽滤、洗涤、 瞭干； (2) 将步骤（1)中所得沸石200°C _280°C低温焙烧，以去除沸石的表面水； (3) 将步骤（2)中所得沸石与十二烷基三甲基溴化铵溶液混合、以150-250rpm/min震 荡反应，抽滤，并用去离子水洗涤，晾干得改性沸石。
2. 根据权利要求1所述的改性沸石的制备方法，其特征在于，所述沸石可以为Y型沸 石、方沸石、菱沸石。
3. 根据权利要求1所述的改性沸石的制备方法，其特征在于，所述硝酸钠溶液浓度为 0. 4-0. 8mol/L，所述沸石与所述硝酸钠质量比为1:2-6,所述沸石与硝酸钠溶液混合后，微 波照射下震荡反应时间为2-4小时。
4. 根据权利要求1所述的改性沸石的制备方法，其特征在于，所述十二烷基三甲基溴 化铵溶液浓度为〇. 2-0. 5mol/L，经过低温焙烧后沸石与十二烷基三甲基溴化铵质量比为 1:1. 5-5,低温焙烧时间为4-8小时，混合震荡反应时间为4-12小时。
5. 根据权利要求1-4任意一项所述的一种改性沸石的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) Y型沸石与浓度为0. 4-0. 8mol/L硝酸钠溶液混合，所述Y型沸石与硝酸钠质量比为 1:2-6,在微波照射下，以150-250rpm/min震荡反应2-4小时，抽滤、去离子水洗涤3-5次、 瞭干； (2) 将步骤（1)中所得Y型沸石于200°C-280°C低温焙烧4-8小时，以去除沸石的表面 水； (3) 将步骤⑵中所得Y型沸石与浓度为0.2-0. 5mol/L十二烷基三甲基溴化铵 溶液混合，经过低温焙烧后的Y型沸石与十二烷基三甲基溴化铵质量比为1:1. 5-5,以 150-250rpm/min震荡反应，抽滤，并用去离子水洗涤3-5次，晾干得改性沸石。
6. -种根据权利要求1-5任意一项所述的方法制备得到的改性沸石。
7. -种如权利要求6所述的改性沸石的应用，其特征在于，将所述改性沸石用于废水 的脱重金属处理过程中，作为吸附废水中重金属的吸附剂。
【文档编号】C02F101/22GK104437391SQ201410781349
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】李环, 谭代娣, 陈兰, 黄海飞, 蒋朝金 申请人:郴州市金贵银业股份有限公司