CN112892488A - 一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料、制备方法及应用，属于改性功能材料领域。所用原料的质量百分比为：改性凹凸棒石黏土70％‑85％、二氧化钛5‑15％、硅酸钠1％‑5％、十二烷基苯磺酸钠溶液3％‑5％、十六烷基三甲基溴化铵溶液3％‑5％、原料与水的质量之比为10‑5：1；同时还公开了其制备方法。本发明以改性凹凸棒石黏土为主要原料，制得的材料强度较高，不易破损，有较长的寿命。此外本发明有着较大的比表面积，表面存在有Si‑OH、OH2等吸附中心，十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵具有协同增容作用，能增强对有机物的分配作用，对甲醛、甲苯等有害气体有良好的吸附功。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性功能材料领域，特备涉及一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料、制备方法及应用。
背景技术
在经历了18世纪的“煤烟型污染”和19世纪的“光化学”污染后，目前以“室内环境污染”为标志人类正在经历第三污染时期。因此空气净化已经不得不重视。现今，空气净化主要使用的吸附材料为活性炭。活性炭采用的是物理吸附的方法，但是仍有一定的缺点及局限性，比如活性炭易饱和、厌高温、具有易碎性、处理成本高等，因此，寻找新型材料，在增强吸附效果的同时降低成本是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种替换活性炭、经济、高效的蜂窝型凹凸棒石黏土材料及其制备方法，以及在吸附领域上的应用。
本发明的技术方案如下：
一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料的制备方法，步骤如下：
(1)将改性凹凸棒石黏土与十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶液混合放入恒温震荡器中在70-80℃下震荡2-3小时后取出，用清水洗涤后在80-90℃下烘干，再进行研磨；
(2)将研磨获得的粉末与二氧化钛、硅酸钠按质量比加入到搅拌机中进行搅拌，10-15分钟后加入水，继续搅拌形成可塑性泥块；
(3)将可塑性泥块输送至真空练泥机中，使得泥块混合均匀；
(4)将练泥后的泥块放入蜂窝模具中挤压成型，得到潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土材料；
(5)将潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土放置于烘箱内，在105℃条件下干燥20-24h，最终得到蜂窝型凹凸棒石黏土材料。
进一步的，原料及质量百分比分别为：改性凹凸棒石黏土70％-85％、二氧化钛5-15％、硅酸钠1％-5％、十二烷基苯磺酸钠溶液3％-5％、十六烷基三甲基溴化铵溶液3％-5％，原料与水的质量之比为10-5：1。
进一步的，所述改性凹凸棒石黏土制备方法是将凹凸棒石黏土在400-500℃下煅烧2-3小时，自然冷却至室温后取出，研磨分散均匀后制得。
进一步的，十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶的质量浓度分别280g/L-500g/L、100g/L-350g/L。
本发明的有益效果：采用上述技术方案制备的蜂窝型凹凸棒石黏土，由于改性凹凸棒石黏土中二氧化硅、氧化钙、氧化镁等主要骨架成分占比较高，同时加入了二氧化钛及硅酸钠，因此制得的材料强度较高，不易破损，有较长的寿命。此外本发明有着较大的比表面积，表面存在有Si-OH、OH2等吸附中心，十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵具有协同增容作用，能增强对有机物的分配作用，对甲醛、甲苯等有害气体有良好的吸附功。
附图说明
图1是四种配方对气相甲醛的Freundlich吸附等温线。
图2是四种配方对气相甲醛的Freundlich穿透曲线。
具体实施方式
本发明具体实施操作方式如下：
实例1：
所用原料的质量百分比为：改性凹凸棒石黏土80％、二氧化钛10％、硅酸钠2％、质量浓度为350g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液4％、质量浓度为200g/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液4％、原料与水的质量之比为8：1。
所述改性凹凸棒石黏土制备方法是将凹凸棒石黏土放入高温电阻炉中在500℃下煅烧2.5小时，自然冷却至室温后取出，研磨通过260目筛后制得。
所述蜂窝型凹凸棒石黏土的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：将改性凹凸棒石黏土与十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶液混合放入恒温震荡器中在75℃下震荡2小时后取出，用清水洗涤后在85℃下烘干，再进行研磨，过260目筛后与二氧化钛、硅酸钠按质量比加入到搅拌机中进行搅拌，15分钟后加入水，继续搅拌形成可塑性泥块；将混合物输送至真空练泥机中，使得泥块混合均匀。将练泥后的泥块放入蜂窝模具中挤压成型，得到潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土；将潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土放置于烘箱内，在105℃条件下干燥24小时，最终得到蜂窝型凹凸棒石黏土。
实例2：
所用原料的质量百分比为：改性凹凸棒石黏土82％、二氧化钛9％、硅酸钠3％、质量浓度为300g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液3％、质量浓度为300g/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液3％、原料与水的质量之比为8：1。
所述改性凹凸棒石黏土制备方法是将凹凸棒石黏土放入高温电阻炉中在500℃下煅烧2.5小时，自然冷却至室温后取出，研磨通过260目筛后制得。
所述蜂窝型凹凸棒石黏土的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：将改性凹凸棒石黏土与十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶液混合放入恒温震荡器中在75℃下震荡2小时后取出，用清水洗涤后在85℃下烘干，再进行研磨，过260目筛后与二氧化钛、硅酸钠按质量比加入到搅拌机中进行搅拌，15分钟后加入水，继续搅拌形成可塑性泥块；将混合物输送至真空练泥机中，使得泥块混合均匀。将练泥后的泥块放入蜂窝模具中挤压成型，得到潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土；将潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土放置于烘箱内，在105℃条件下干燥24小时，最终得到蜂窝型凹凸棒石黏土。
对比例1：
所用原料的质量百分比为：改性凹凸棒石黏土90％、二氧化钛2％、硅酸钠5％、质量浓度为100g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液1.5％、质量浓度为100g/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液1.5％、原料与水的质量之比为10：1。
所述改性凹凸棒石黏土制备方法是将凹凸棒石黏土放入高温电阻炉中在500℃下煅烧2.5小时，自然冷却至室温后取出，研磨通过260目筛后制得。
所述蜂窝型凹凸棒石黏土的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：将改性凹凸棒石黏土与十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶液混合放入恒温震荡器中在75℃下震荡2小时后取出，用清水洗涤后在85℃下烘干，再进行研磨，过260目筛后与二氧化钛、硅酸钠按质量比加入到搅拌机中进行搅拌，15分钟后加入水，继续搅拌形成可塑性泥块；将混合物输送至真空练泥机中，使得泥块混合均匀。将练泥后的泥块放入蜂窝模具中挤压成型，得到潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土；将潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土放置于烘箱内，在105℃条件下干燥24小时，最终得到蜂窝型凹凸棒石黏土。
对比例2：
所用原料的质量百分比为：改性凹凸棒石黏土65％、二氧化钛15％、硅酸钠10％、质量浓度为100g/L的十二烷基苯磺酸钠溶液5％、质量浓度为100g/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液5％、原料与水的质量之比为10：1。
所述改性凹凸棒石黏土制备方法是将凹凸棒石黏土放入高温电阻炉中在500℃下煅烧2.5小时，自然冷却至室温后取出，研磨通过260目筛后制得。
所述蜂窝型凹凸棒石黏土的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：将改性凹凸棒石黏土与十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶液混合放入恒温震荡器中在75℃下震荡2小时后取出，用清水洗涤后在85℃下烘干，再进行研磨，过260目筛后与二氧化钛、硅酸钠按质量比加入到搅拌机中进行搅拌，15分钟后加入水，继续搅拌形成可塑性泥块；将混合物输送至真空练泥机中，使得泥块混合均匀。将练泥后的泥块放入蜂窝模具中挤压成型，得到潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土；将潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土放置于烘箱内，在105℃条件下干燥24小时，最终得到蜂窝型凹凸棒石黏土。
各个实例和对比例吸附气相甲醛实验结果见说明书附图，实例1和实例2对气相甲醛的吸附效果明显优于对比例1和对比例2。
采用上述技术方案制备的蜂窝型凹凸棒石黏土，由于改性凹凸棒石黏土中二氧化硅、氧化钙、氧化镁等主要骨架成分占比较高，同时加入了二氧化钛及硅酸钠，因此制得的材料强度较高，不易破损，有较长的寿命。此外本发明有着较大的比表面积，表面存在有Si-OH、OH2等吸附中心，十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵具有协同增容作用，能增强对有机物的分配作用，对甲醛、甲苯等有害气体有良好的吸附功能。
Claims (7)
1.一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将改性凹凸棒石黏土与十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶液混合放入恒温震荡器中在70-80℃下震荡2-3小时后取出，用清水洗涤后在80-90℃下烘干，再进行研磨；
(2)将研磨获得的粉末与二氧化钛、硅酸钠按质量比加入到搅拌机中进行搅拌，10-15分钟后加入水，继续搅拌形成可塑性泥块；
(3)将可塑性泥块输送至真空练泥机中，使得泥块混合均匀；
(4)将练泥后的泥块放入蜂窝模具中挤压成型，得到潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土材料；
(5)将潮湿的蜂窝型凹凸棒石黏土放置于烘箱内，在105℃条件下干燥20-24h，最终得到蜂窝型凹凸棒石黏土材料。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料的制备方法，其特征在于，原料及质量百分比分别为：改性凹凸棒石黏土70％-85％、二氧化钛5-15％、硅酸钠1％-5％、十二烷基苯磺酸钠溶液3％-5％、十六烷基三甲基溴化铵溶液3％-5％，原料与水的质量之比为10-5：1。
3.根据权利要求1或2所述的一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料的制备方法，其特征在于，所述改性凹凸棒石黏土制备方法是将凹凸棒石黏土在400-500℃下煅烧2-3小时，自然冷却至室温后取出，研磨分散均匀后制得。
4.根据权利要求1或2所述的一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料的制备方法，其特征在于，十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶的质量浓度分别为280g/L-500g/L、100g/L-350g/L。
5.根据权利要求3所述的一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料的制备方法，其特征在于，十二烷基苯磺酸钠溶液和十六烷基三甲基溴化铵溶的质量浓度分别为280g/L-500g/L、100g/L-350g/L。
6.一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料，其特征在于，所述的蜂窝型凹凸棒石黏土材料是由权利要求1-5任一所述的制备方法制得的。
7.一种蜂窝型凹凸棒石黏土材料的应用，其特征在于，权利要求1-5任一所述的制备方法制得的蜂窝型凹凸棒石黏土材料用于吸附有害气体。
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