一種改性沸石及其制備方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性沸石，還提供了該改性沸石的制備方法，以及利用該沸石吸附水體中重金屬的用途。本發(fā)明提供的改性沸石是由沸石與硝酸鈉溶液混合，經(jīng)過微波照射震蕩反應(yīng)、抽濾、洗滌、晾干，產(chǎn)物經(jīng)過低溫焙燒、與十二烷基三甲基溴化銨溶液混合震蕩、洗滌、晾干后制備得到。該改性沸石重金屬吸附能力強(qiáng)、吸附效果好、成本低、的改性沸石及其應(yīng)用，還提供一種反應(yīng)條件溫和、安全環(huán)保、工藝操作簡便的改性沸石的制備方法。
【專利說明】-種改性沸石及其制備方法和用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及重金屬防治領(lǐng)域，特別是指一種改性沸石及其制備方法和用途。

【背景技術(shù)】
[0002] 重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水 灌觀和使用重金屬超標(biāo)制品等人為因素所致。水體中重金屬污染易在生物鏈中富集和擴(kuò) 大，并且某些重金屬可在微生物作用下轉(zhuǎn)化成毒性更強(qiáng)的有機(jī)化合物。
[0003] 目前去除水中重金屬的主要方法有化學(xué)沉淀法、離子交換法和沸石吸附法。其中， 沸石吸附法成本低，操作簡單、方便，近年成為廢水處理的熱口方法。
[0004] 天然沸石的吸附性能有限，通常通過對其改性W提高其吸附性能，目前常用的沸 石改性方法有：加熱賠燒改性法、酸（堿）處理改性法、無機(jī)鹽改性法、有機(jī)物改性法、微波 改性法、超穩(wěn)化脫鉛法和骨架鉛化法等。W上方法具有各自的缺點，如賠燒法改性效果差， 并且耗能高；酸（堿）處理改性法會帶來大量的腐蝕性廢液，造成二次污染；無機(jī)鹽改性與 有機(jī)物改性法改性效果有限，并且吸附重金屬種類單一；而微波改性對沸石的結(jié)構(gòu)影響較 大。并且，單一使用上述方法得到的改性沸石吸附重金屬效果一般。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種重金屬吸附能力強(qiáng)、吸附效果好、成本低、 適用廣泛的改性沸石及其應(yīng)用，還提供一種反應(yīng)條件溫和、安全環(huán)保、工藝操作簡便的改性 沸石的綜合制備方法。
[0006] 基于上述目的本發(fā)明提供了一種改性沸石的制備方法，包括W下步驟：
[0007] (1)沸石與硝酸軸溶液混合，在微波照射下，W 150-250巧m/min震蕩反應(yīng)，抽濾、 洗涂、瞭干；
[0008] (2)將步驟（1)中所得沸石20(TC -28(TC低溫賠燒，W去除沸石的表面水；
[000引 做將步驟似中所得沸石與十二焼基H甲基漠化饋溶液混合、W 150-250巧m/ min震蕩反應(yīng)，抽濾，并用去離子水洗涂，瞭干得改性沸石。
[0010] 可選的，所述沸石可W為Y型沸石、方沸石、菱沸石。
[0011] 優(yōu)選的，所述硝酸軸溶液濃度為0. 4-0. 8mol/L，所述沸石與硝酸軸質(zhì)量比為 1:2-6,所述沸石與硝酸軸溶液混合后，微波照射下震蕩反應(yīng)2-4小時。
[0012] 優(yōu)選的，所述十二焼基H甲基漠化饋溶液濃度為0. 2-0. 5mol/L，經(jīng)過低溫賠燒后 沸石與十二焼基H甲基漠化饋質(zhì)量比為1:1. 5-5,低溫賠燒時間為4-8小時，混合震蕩反應(yīng) 時間為4-12小時。
[0013] 作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述方法制備得到的改性沸石。
[0014] 作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述改性沸石的應(yīng)用，具體是將所述 改性沸石用于廢水的脫重金屬處理過程中，并作為吸附廢水中重金屬的吸附劑。
[0015] 本發(fā)明原理為：沸石與小分子硝酸軸溶液混合在微波照射下震蕩反應(yīng)，促使硝酸 軸分子加載在沸石的內(nèi)孔及表面，并且微波的福射改善了附著于沸石上硝酸軸的離子交換 能力；低溫賠燒使硝酸軸分子與沸石更加牢固結(jié)合，同時去除沸石表面水，使沸石表面更容 易吸附有機(jī)物；上述步驟所得沸石與十二焼基H甲基漠化饋溶液值TAB)混合，DTAB分子較 大，僅吸附于沸石表面。從而使本發(fā)明所得改性沸石具有雙修飾特性，即沸石內(nèi)部修飾有硝 酸軸，外部修飾有DTAB。與此同時，微波福射W及低溫賠燒的手段在增加了沸石本身對重金 屬吸附能力，也促進(jìn)并穩(wěn)定了硝酸軸和DTAB在沸石上結(jié)合。從而使改性沸石對重金屬具有 十分強(qiáng)的吸附能力W及吸附范圍。
[0016] 從上面所述可W看出，本發(fā)明提供的改性沸石及其制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，該 改性沸石內(nèi)外修飾不同物質(zhì)，并通過低溫賠燒、微波照射、無機(jī)鹽與有機(jī)物等多種改性方 法的綜合使用，使得該沸石的吸附性能大大增加，具有更廣泛的吸附范圍，在主要吸附鉛離 子、隸離子、鉛離子、領(lǐng)離子等重金屬離子。并且該改性沸石的制備方法所用試劑簡單易得， 試性質(zhì)溫和，不產(chǎn)生廢酸廢堿等廢液，不易造成二次污染，并且耗能低。

【具體實施方式】
[0017] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合具體實施例，對本發(fā) 明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018] 改性沸石的制備：
[001引 實施例1
[0020] 稱取適量Y型沸石于反應(yīng)器中，取適量濃度為0. 6mol/L硝酸軸水溶液，將Y型沸 石與硝酸軸溶液混合，Y型沸石與硝酸軸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:2 ;混合物W 2(K)rpm/min 震蕩條件下，進(jìn)行微波照射2小時；照射結(jié)束利用水粟抽濾、并用去離子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低溫28(TC下賠燒4小時；稱取賠燒后Y型沸石與濃度為0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反應(yīng)器中，Y型沸石與DTAB溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為1:3,混合物在20化pm/ min條件下震蕩8小時，震蕩結(jié)束進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[00川 實施例2
[0022] 稱取適量Y型沸石于反應(yīng)器中，取適量濃度為0. 6mol/L硝酸軸水溶液，將Y型沸 石與硝酸軸溶液混合，Y型沸石與硝酸軸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:3 ;混合物W 2(K)rpm/min 震蕩條件下，進(jìn)行微波照射2小時；照射結(jié)束利用水粟抽濾、并用去離子水洗涂3-5次，自 然瞭干；所得Y型沸石于低溫20(TC下賠燒化；稱取賠燒后Y型沸石與濃度為0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反應(yīng)器中，Y型沸石與DTAB溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為1:3,混合物在20化pm/ min條件下震蕩8小時，震蕩結(jié)束進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[002引 實施例3
[0024] 稱取適量Y型沸石于反應(yīng)器中，取適量濃度為0. 6mol/L硝酸軸水溶液，將Y型沸 石與硝酸軸溶液混合，Y型沸石與硝酸軸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:4 ;混合物W 2(K)rpm/min 震蕩條件下，進(jìn)行微波照射2小時；照射結(jié)束利用水粟抽濾、并用去離子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低溫24CTC下賠燒4小時；稱取賠燒后Y型沸石與濃度為0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反應(yīng)器中，Y型沸石與DTAB溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為1:3,混合物在20化pm/ min條件下震蕩8小時，震蕩結(jié)束進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[00幼 實施例4
[0026] 稱取適量Y型沸石于反應(yīng)器中，取適量濃度為0. 6mol/L硝酸軸水溶液，將Y型沸 石與硝酸軸溶液混合，Y型沸石與硝酸軸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:5 ;混合物W 2(K)rpm/min 震蕩條件下，進(jìn)行微波照射2小時；照射結(jié)束利用水粟抽濾、并用去離子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低溫20(TC下賠燒4小時；稱取賠燒后Y型沸石與濃度為0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反應(yīng)器中，Y型沸石與DTAB溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為1:3,混合物在20化pm/ min條件下震蕩8小時，震蕩結(jié)束進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[0027] 實施例5
[0028] 稱取適量Y型沸石于反應(yīng)器中，取適量濃度為0. 6mol/L硝酸軸水溶液，將Y型沸 石與硝酸軸溶液混合，Y型沸石與硝酸軸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:6 ;混合物W 2(K)rpm/min 震蕩條件下，進(jìn)行微波照射2小時；照射結(jié)束利用水粟抽濾、并用去離子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低溫28(TC下賠燒4小時；稱取賠燒后Y型沸石與濃度為0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反應(yīng)器中，Y型沸石與DTAB溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為1:3,混合物在20化pm/ min條件下震蕩8小時，震蕩結(jié)束進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[0029] 實施例6
[0030] 稱取適量Y型沸石于反應(yīng)器中，取適量濃度為0. 6mol/L硝酸軸水溶液，將Y型沸 石與硝酸軸溶液混合，Y型沸石與硝酸軸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:3 ;混合物W 2(K)rpm/min 震蕩條件下，進(jìn)行微波照射2小時；照射結(jié)束利用水粟抽濾、并用去離子水洗涂3-5次，自 然瞭干；所得Y型沸石于低溫20(TC下賠燒4小時；稱取賠燒后Y型沸石與濃度為0. 3mol/ L的DTAB溶液混合置于反應(yīng)器中，Y型沸石與DTAB溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為1:1. 5,混合物在 200rpm/min條件下震蕩8小時，震蕩結(jié)束進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗涂3-5次，自然瞭干，即 得改性沸石。
[00引]實施例7
[0032] 稱取適量Y型沸石于反應(yīng)器中，取適量濃度為0. 6mol/L硝酸軸水溶液，將Y型沸 石與硝酸軸溶液混合，Y型沸石與硝酸軸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:3 ;混合物W 2(K)rpm/min 震蕩條件下，進(jìn)行微波照射2小時；照射結(jié)束利用水粟抽濾、并用去離子水洗涂3-5次，自 然瞭干；所得Y型沸石于低溫28(TC下賠燒4小時；稱取賠燒后Y型沸石與濃度為0. 3mol/ L的DTAB溶液混合置于反應(yīng)器中，Y型沸石與DTAB溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為1:2. 5,混合物在 200rpm/min條件下震蕩8小時，震蕩結(jié)束進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗涂3-5次，自然瞭干，即 得改性沸石。
[003引 實施例8
[0034] 稱取適量Y型沸石于反應(yīng)器中，取適量濃度為0. 6mol/L硝酸軸水溶液，將Y型沸 石與硝酸軸溶液混合，Y型沸石與硝酸軸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:3 ;混合物W 2(K)rpm/min 震蕩條件下，進(jìn)行微波照射2小時；照射結(jié)束利用水粟抽濾、并用去離子水洗涂3-5次，自然 瞭干；所得Y型沸石于低溫24CTC下賠燒4小時；稱取賠燒后Y型沸石與濃度為0. 3mol/L的 DTAB溶液混合置于反應(yīng)器中，Y型沸石與DTAB溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為1:5,混合物在20化pm/ min條件下震蕩8小時，震蕩結(jié)束進(jìn)行抽濾，并用去離子水洗涂3-5次，自然瞭干，即得改性 沸石。
[0035] 通過實施例1-8所制備的改性沸石，同時負(fù)載了對重金屬具有良好絡(luò)合性的無機(jī) 鹽硝酸軸和有機(jī)物DTAB，并聯(lián)合使用了微波照射、低溫賠燒方法，增加了沸石負(fù)載硝酸軸和 DTAB，同時進(jìn)一步加強(qiáng)了該改性沸石對重金屬的吸附能力，使得該沸石對重金屬具有十分 強(qiáng)的吸附能力。
[0036] 改性沸石對水體中重金屬吸附能力檢測：
[0037] 取實例1-8所得沸石0. Ig，置于250血帶蓋錐形瓶中，加入150ml含鉛廢水 (0. 53mg/L)，室溫下振蕩化后，檢測溶液中鉛離子的濃度，計算改性沸石對鉛離子的吸附 率，結(jié)果詳見表1。
[0038] 表1.改性沸石吸附重金屬鉛吸附率
[0039]

【權(quán)利要求】
1. 一種改性沸石的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 沸石與硝酸鈉溶液混合，在微波照射下，以150-250rpm/min震蕩反應(yīng)，抽濾、洗滌、 瞭干； (2) 將步驟（1)中所得沸石200°C _280°C低溫焙燒，以去除沸石的表面水； (3) 將步驟（2)中所得沸石與十二烷基三甲基溴化銨溶液混合、以150-250rpm/min震 蕩反應(yīng)，抽濾，并用去離子水洗滌，晾干得改性沸石。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性沸石的制備方法，其特征在于，所述沸石可以為Y型沸 石、方沸石、菱沸石。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性沸石的制備方法，其特征在于，所述硝酸鈉溶液濃度為 0. 4-0. 8mol/L，所述沸石與所述硝酸鈉質(zhì)量比為1:2-6,所述沸石與硝酸鈉溶液混合后，微 波照射下震蕩反應(yīng)時間為2-4小時。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性沸石的制備方法，其特征在于，所述十二烷基三甲基溴 化銨溶液濃度為〇. 2-0. 5mol/L，經(jīng)過低溫焙燒后沸石與十二烷基三甲基溴化銨質(zhì)量比為 1:1. 5-5,低溫焙燒時間為4-8小時，混合震蕩反應(yīng)時間為4-12小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的一種改性沸石的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) Y型沸石與濃度為0. 4-0. 8mol/L硝酸鈉溶液混合，所述Y型沸石與硝酸鈉質(zhì)量比為 1:2-6,在微波照射下，以150-250rpm/min震蕩反應(yīng)2-4小時，抽濾、去離子水洗滌3-5次、 瞭干； (2) 將步驟（1)中所得Y型沸石于200°C-280°C低溫焙燒4-8小時，以去除沸石的表面 水； (3) 將步驟⑵中所得Y型沸石與濃度為0.2-0. 5mol/L十二烷基三甲基溴化銨 溶液混合，經(jīng)過低溫焙燒后的Y型沸石與十二烷基三甲基溴化銨質(zhì)量比為1:1. 5-5,以 150-250rpm/min震蕩反應(yīng)，抽濾，并用去離子水洗滌3-5次，晾干得改性沸石。
6. -種根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的方法制備得到的改性沸石。
7. -種如權(quán)利要求6所述的改性沸石的應(yīng)用，其特征在于，將所述改性沸石用于廢水 的脫重金屬處理過程中，作為吸附廢水中重金屬的吸附劑。
【文檔編號】C02F101/22GK104437391SQ201410781349
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】李環(huán), 譚代娣, 陳蘭, 黃海飛, 蔣朝金 申請人:郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司