本發明涉及環保材料技術領域，具體是一種改性吸附材料及其制備方法和應用。
背景技術：
隨著工業的快速發展，由廢水引起的環境污染問題日益突出。其中，染料是廢水中常見的一類污染物，主要來自于紡織、皮革、造紙、橡膠、塑料、化妝品、制藥和食品等工業領域的生產過程中。染料的廣泛使用在推動經濟發展的同時，也產生了大量的染料廢水排放到環境水體中，導致了自然水體的污染。因此，對染料廢水的治理已成為水處理領域的研究熱點之一。早期，常用的染料廢水處理方法主要包括絮凝沉淀法、化學氧化法、膜分離法和生物降解法。這些方法雖然可以在一定程度上降低染料廢水中染料的含量，但仍然存在著各式各樣的缺陷，例如，因吸附率低、處理成本過高和對染料廢水成分變化的適應性差，結果是對染料的去除效果欠佳，另外在處理過程中還可能會產生有毒有害副產物或者大量污泥，從而導致二次污染。吸附法作為一種公認的、有效而經濟的污水凈化方法，近年來受到人們的廣泛關注。現有的制備吸附材料的方法均比較復雜，成本較高，吸附效果差。
伊利石在我國具有極高的儲存量，利用率不高。近年來國際上很多研究證明經過加工的伊利石具有極強的抑菌效果，并且能的吸附多種有害重金屬及有害氣體。但是現有技術中伊利石是與其它多種具有相同功效的原料復配作用的，單獨的伊利石吸附染料的研究少且吸附效果不明顯，現有技術對其處理過程復雜，成本高，不能滿足需要。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種改性吸附材料及其制備方法和應用，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種改性吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：伊利石28-36份、硼酸鈉3-7份、乙二醇甲醚1-5份、碳酸鋯銨11-19份。
作為本發明進一步的方案：所述改性吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：伊利石30-34份、硼酸鈉4-6份、乙二醇甲醚2-4份、碳酸鋯銨13-17份。
作為本發明進一步的方案：所述改性吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：伊利石32份、硼酸鈉5份、乙二醇甲醚3份、碳酸鋯銨15份。
本發明另一目的是提供一種改性吸附材料的制備方法，由以下步驟組成：
1)將乙二醇甲醚與其質量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液；
2)將伊利石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在103-105℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性吸附材料。
本發明另一目的是提供所述改性吸附材料在染料處理中的應用。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明對伊利石與硼酸鈉混合研磨，利用碳酸鋯銨、乙二醇甲醚進行處理、超聲作用制得的改性吸附材料，可以吸附重金屬、不同類型的染料及其他有機污染物，吸附去除率可以高達90％以上。對染料的最大飽和吸附容量超過500mg/g，而且可以用于去除陰離子型和陽離子型染料。本發明對人無毒害、無腐蝕性，性能穩定，清除方便，不會對水造成二次污染，具有極高的吸附結合力。本發明制備方法操作簡單，環保無污染，便于工業化生產。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
本發明實施例中，一種改性吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：伊利石28份、硼酸鈉3份、乙二醇甲醚1份、碳酸鋯銨11份。
將乙二醇甲醚與其質量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將伊利石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在103℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性吸附材料。
實施例2
本發明實施例中，一種改性吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：伊利石36份、硼酸鈉7份、乙二醇甲醚5份、碳酸鋯銨19份。
將乙二醇甲醚與其質量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將伊利石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在105℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性吸附材料。
實施例3
本發明實施例中，一種改性吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：伊利石30份、硼酸鈉4份、乙二醇甲醚2份、碳酸鋯銨13份。
將乙二醇甲醚與其質量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將伊利石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在104℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性吸附材料。
實施例4
本發明實施例中，一種改性吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：伊利石34份、硼酸鈉6份、乙二醇甲醚4份、碳酸鋯銨17份。
將乙二醇甲醚與其質量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將伊利石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在104℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性吸附材料。
實施例5
本發明實施例中，一種改性吸附材料，由以下按照重量份的原料組成：伊利石32份、硼酸鈉5份、乙二醇甲醚3份、碳酸鋯銨15份。
將乙二醇甲醚與其質量2.1倍的乙醇混合，制得乙二醇甲醚溶液；將碳酸鋯銨與其質量3.7倍的去離子水混合，制得碳酸鋯銨溶液。將伊利石與硼酸鈉混合研磨，加入碳酸鋯銨溶液，加熱至78℃并在該溫度下密封攪拌處理52min，然后加入乙二醇甲醚溶液，升溫至86℃并在該溫度下攪拌處理33min，然后降至63℃并在該溫度下超聲處理48min，超聲功率為800W，再在104℃的溫度下攪拌至干，然后在380℃的馬弗爐中煅燒3.2h即得改性吸附材料。
對比例1
除不含有碳酸鋯銨外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
對比例2
除制備過程中不含有超聲處理步驟外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
對比例3
除不含有碳酸鋯銨以及制備過程中不含有超聲處理步驟外，其原料含量及制備過程與實施例5一致。
實施例6
表1是以3種不同類型的染料(陽離子艷紅、酸性大紅、汞)作為目標污染物使用上述實例制備得到的改性吸附材料的吸附效果，測試條件：染料濃度200mg/L，改性吸附材料投加量3g/L；汞的濃度為20mg/L，改性吸附材料投加量1g/L。可知，本發明中單一的碳酸鋯銨對伊利石的處理作用或者超聲處理，制得的材料對染料吸附作用都不高，碳酸鋯銨與超聲處理的共同作用，并結合其它原料等制得的材料對染料具有顯著的吸附效果。
表1改性吸附材料對染料的吸附效果
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。