专利名称：一种巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及重金属吸附材料的制备技术，特别是一种巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法。
背景技术：
重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，随着工农业生产的发展，大量重金属被排放到环境中。据不完全统计，目前全世界平均每年排放汞约1.5万吨，铜约340万吨，铅约500万吨，锰约1500万吨，镍约100万吨等，使很多区域的重金属浓度明显高于背景值。重金属进入环境后不能被生物降解，而往往是参与食物链循环，并最终在生物体内积累，破坏生物体的正常生理代谢活动，进而危害人体健康。废水中重金属离子处理方法常用的有1)化学沉淀法、2)吸附法、3)气浮法、4)氧化还原法、5)离子交换法、6)膜分离法等。 这些方法中以化学沉淀法和吸附法应用最为广泛。海泡石(S^iolite)为2:1型链式层状结构的纤维状富镁硅酸盐矿物，由二层硅氧四面体片层间夹一层镁氧八面体组成，其化学式为Ife8Si12O3tl(OH)4(OH2)4 ·8Η20，其中SW2 含量一般在M%_60%，Mg0含量21%-25%，并常有少数置换AlJe等阳离子。我国是世界上少数几个富产海泡石的国家之一，在湖南、江西、河北均有广泛分布，但开发利用却十分落后， 目前仍以出口原料为主。海泡石理论比表面积为900 m2/g，接近活性炭，但价格仅为其十几分之一，因此加强对海泡石的开发利用研究有着极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种工艺简单、成本低、适用范围广、无二次污染且使用安全的巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法。一种巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法，采用凝胶法制备，即以天然黏土海泡石为基体，通过高速剪切搅拌形成凝胶，再加入巯丙基硅烷制备巯基修饰海泡石，步骤如下
1)将天然黏土海泡石分散于去离子水中，形成海泡石悬浊液；
2)将上述海泡石悬浊液在分散机上高速搅拌形成海泡石凝胶；
3)高速搅拌条件下向海泡石凝胶中加入巯丙基三甲氧基硅烷，继续高速搅拌形成巯基修饰海泡石凝胶体系；
4)将上述凝胶体系在80°C下恒温M小时；
5)将凝胶从凝胶体系中取出，在65°C烘干，研磨后即得到巯基修饰海泡石。所述海泡石悬浊液中天然黏土海泡石与去离子水的重量比为1:24。所述巯丙基三甲氧基硅烷与天然黏土海泡石的重量比为1:1。所述高速搅拌速度为12000-13500转/分钟，高速搅拌形成海泡石凝胶的时间为 5分钟，高速搅拌形成巯基修饰海泡石凝胶体系的时间为20分钟。本发明的优点是
1)吸附效果好本发明制备的重金属吸附分离材料巯基修饰海泡石，含有大量的活性功能基团，可通过化学吸附等表面络合反应吸附重金属，经试验证明巯基修饰海泡石对铅镉具有较好的吸附效果。2)用量少、易推广本发明的材料在投加量较少的情况下即可取得较好的效果，成本较低，不会产生二次污染，易被社会接受。3)适用范围广本发明的吸附材料主要用于重金属污染水体的修复，对于由铅镉等多种重金属元素引起的复合污染也有显著的效果，同时使用方法简单，可以大规模推广应用。
具体实施例方式实施例
一种巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法，采用凝胶法制备，步骤如下
1)将8g天然黏土海泡石分散于192g去离子水中，形成海泡石悬浊液；
2)将上述海泡石悬浊液在分散机上，以12000转/分钟的速度高速搅拌5分钟，形成海泡石凝胶；
3)高速搅拌条件下向海泡石凝胶中加入8g巯丙基三甲氧基硅烷，继续高速搅拌20分钟形成巯基修饰海泡石凝胶体系；
4)将上述凝胶体系在80°C下恒温M小时；
5)将凝胶从凝胶体系中取出，在65°C烘干，研磨后即得到巯基修饰海泡石。该巯基修饰海泡石吸附水溶液1 2+和Cd2+的应用检测
配置一系列浓度为50-150mg/L的硝酸铅溶液和浓度为5_50mg/L的硝酸镉溶液作为工作液，分别量取50 mL置于100 mL离心管中，称取巯基修饰海泡石0.05 g分别加入已经添加1 2+和Cd2+污染工作液的离心管中，巯基修饰海泡石与污液比lg/L，恒温震荡12 h，高速离心后取上层清液，用原子吸收分光光度计测定溶液中1 2+和Cd2+浓度，根据工作液中 Pb2+和Cd2+浓度前后浓度差计算巯基修饰海泡石的吸附量。检测结果显示巯基修饰海泡石对溶液中铅镉污染具有良好的吸附效果，其饱和吸附量约为铅120 mg/g，镉35mg/g。
权利要求
1.一种巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法，其特征在于采用凝胶法制备，即以天然黏土海泡石为基体，通过高速搅拌形成凝胶，再加入巯丙基硅烷制备巯基修饰海泡石，步骤如下1)将天然黏土海泡石分散于去离子水中，形成海泡石悬浊液；2)将上述海泡石悬浊液在分散机上高速搅拌形成海泡石凝胶；3)高速搅拌条件下向海泡石凝胶中加入巯丙基三甲氧基硅烷，继续高速搅拌形成巯基修饰海泡石凝胶体系；4)将上述凝胶体系在80°C下恒温M小时；5)将凝胶从凝胶体系中取出，在65°C烘干，研磨后即得到巯基修饰海泡石。
2.根据权利要求1所述巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法，其特征在于所述海泡石悬浊液中天然黏土海泡石与去离子水的重量比为1:24。
3.根据权利要求1所述巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法，其特征在于所述巯丙基三甲氧基硅烷与天然黏土海泡石的重量比为1:1。
4.根据权利要求1所述巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法，其特征在于所述高速搅拌速度为12000-13500转/分钟，高速搅拌形成海泡石凝胶的时间为5分钟，高速搅拌形成巯基修饰海泡石凝胶体系的时间为20分钟。
全文摘要
一种巯基修饰海泡石重金属吸附剂的制备方法，采用凝胶法制备，即以天然黏土海泡石为基体，通过高速搅拌形成凝胶，再加入巯丙基硅烷制备巯基修饰海泡石，步骤如下1)将天然黏土海泡石分散于去离子水中，形成海泡石悬浊液；2)将上述海泡石悬浊液在分散机上高速搅拌形成海泡石凝胶；3)高速搅拌条件下加入巯丙基三甲氧基硅烷，继续高速搅拌形成巯基修饰海泡石凝胶体系；4)将上述凝胶体系在80℃下恒温24小时；5)将凝胶从凝胶体系中取出，在65℃烘干，研磨后即得到巯基修饰海泡石。本发明制备的巯基修饰海泡石吸附能力强、吸附速率快、无二次污染、适用范围广，同时制备方法简单、成本较低，适宜于大规模推广应用。
文档编号B01J20/22GK102274717SQ201110227759
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者孙扬, 孙约兵, 徐应明, 梁学峰, 王林, 秦旭 申请人:农业部环境保护科研监测所