[發(fā)明專利]一種人工合成無機(jī)晶體吸附材料的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110231942.7
• 申請(qǐng)日: 2011-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN102266746A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐振宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 平江縣富達(dá)合成云母科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/04
• 分類號(hào): B01J20/04;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人工合成無機(jī)晶體吸附材料的制備方法，可廣泛用于凈化工業(yè)生產(chǎn)廢水方面，特別是在處理核電站排放的放射性廢水方面，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，且成本低廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

背景技術(shù)

吸附材料的吸附作用主要是物理吸附和化學(xué)吸附雙重作用。物理吸附是指吸附劑和吸附物通過分子力產(chǎn)生的吸附；化學(xué)吸附是吸附劑在吸附物之間的電子轉(zhuǎn)移。

吸附材料的分類主要有有機(jī)離子交換樹脂材料和無機(jī)離子交換材料。相對(duì)于有機(jī)材料而言，無機(jī)材料選擇性吸附能力較強(qiáng)，具有耐酸堿、耐高溫、耐輻射，材料后期易于處理等優(yōu)點(diǎn)，且成本低廉，實(shí)用范圍大，特別適用于放射性核廢水的處理。

目前，無機(jī)材料中使用比較廣泛的是沸石。沸石是一種天然礦物，經(jīng)過加工后，對(duì)于水的凈化具有較大的吸附能力和凈化效果。但沸石遇水冒氣，耐高溫程度一般在600℃左右，耐酸堿程度不高，在水中成凝絮狀不易沉淀造成后期處理困難等問題，極大的限制了無機(jī)材料在吸附領(lǐng)域中更加深入的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有無機(jī)吸附材料的不足從而提供一種原料廉價(jià)、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、實(shí)用性更強(qiáng)的人工合成無機(jī)晶體吸附材料的制備方法。其特征是：選擇性吸附能力更強(qiáng)，耐酸堿、耐輻射程度更高，耐高溫達(dá)到1100℃，絕緣性能優(yōu)良，在水中成鱗片狀易沉淀便于后期處理。

本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種人工合成無機(jī)晶體吸附材料的制備方法，是將10-25wt％的氟硅酸鈉、2-20wt％的碳酸鈉、30-60wt％的二氧化硅、15-45wt％的氧化鎂混合均勻，其粒度為：氟硅酸鈉100-200目、碳酸鈉20-80目、二氧化硅35-100目、氧化鎂16-30目；其純度為：氟硅酸鈉95-99％、碳酸鈉95-99％、二氧化硅97-99％、氧化鎂95-99％；將該混合物在600℃-1300℃下通過坩堝煅燒法或內(nèi)部熔融法燒制6-20個(gè)小時(shí)，得到一種分子式為【Na(Mg_2.5-0.5xNa_x)(Si₄O₁₀)F₂】(0＜X≤1)的膨脹性人工合成無機(jī)晶體吸附材料。

本發(fā)明的方法得到的人工合成無機(jī)晶體吸附材料具有膨脹特性，材料形態(tài)為微米級(jí)的層間重疊片狀晶體，是硅酸鹽類的層狀分子篩，層間吸水性能強(qiáng)，附著效果好；同時(shí)，通過使用離子半徑小、水合能力大的離子，使得層間兩側(cè)離子靠近而顯示出斥力，使整個(gè)層間的能量增高，給水分子進(jìn)入層間創(chuàng)造了有利條件，根據(jù)層間作用力，片層之間可形成一層水型和二層水型，材料本身層間距為遇水之后層間距可達(dá)半徑小的離子在此種結(jié)構(gòu)下易與半徑較大的離子發(fā)生交換作用，以形成穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，與一價(jià)離子的交換率為90-98％，與二價(jià)離子的交換率可達(dá)95-98％。因此，材料對(duì)水中含有多種元素選擇性吸附交換作用明顯，產(chǎn)生極好的吸附交換效果。

在處理放射性核廢水方面，可去除Cs137、Sr89、Sr90、R106、I131等放射性元素和總β放射性，在核電站廢水處理及核事故應(yīng)急處理等方面具有實(shí)際應(yīng)用前景。

在凈化工業(yè)生產(chǎn)廢水方面，對(duì)工廠排放的重金屬廢水的Ca、Mg、Pb、Zn、Cu等金屬元素具有明顯的吸附交換作用。因材料的特殊結(jié)構(gòu)，進(jìn)行吸附交換后，離子吸著牢固不易脫落，針對(duì)性的使用化學(xué)試劑，可對(duì)吸著在產(chǎn)品上的重金屬元素進(jìn)行收集，回收利用，提高工廠的生產(chǎn)效益。

本發(fā)明的方法可以以廉價(jià)的原料，工業(yè)化生產(chǎn)得到的選擇性吸附能力更強(qiáng)，耐酸堿、耐高溫和輻射程度更高，后期處理簡(jiǎn)易的新型人工合成無機(jī)晶體吸附材料，該制備方法成本低廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

將13wt％的氟硅酸鈉、7wt％的碳酸鈉、57wt％的二氧化硅、23wt％的氧化鎂混合均勻，將該混合物通過坩堝煅燒法，首先升溫到1200℃燒制3個(gè)小時(shí)，然后在600℃燒制10小時(shí)，得到一種分子式為【Na(Mg_2.5-0.5xNa_x)(Si₄O₁₀)F₂】(0＜X≤1)的膨脹性人工合成無機(jī)晶體吸附材料。

實(shí)施例2：

將16wt％的氟硅酸鈉、10wt％的碳酸鈉、50wt％的二氧化硅、24wt％的氧化鎂混合均勻，將該混合物通過內(nèi)部熔融法，首先升溫到1300℃燒制1.5個(gè)小時(shí)，然后在800℃燒制6小時(shí)，得到一種分子式為【Na(Mg_2.5-0.5xNa_x)(Si₄O₁₀)F₂】(0＜X≤1)的膨脹性人工合成無機(jī)晶體吸附材料。