[發明專利]一種高除磷量硅藻土基吸附材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710928926.0
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107511140A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 季美;史玉蘭
• 申請（專利權）人: 常州建軒紡織品有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術領域

本發明涉及一種高除磷量硅藻土基吸附材料的制備方法，屬于材料技術領域。

背景技術

由于過多的養分輸送到全球淡水的體系導致富營養化風險增加。過多氮磷的輸入導致地表水退化引起飲用水安全和生態系統健康問題從而被全球關注。雖然于幾十年來，點源污染的控制治理得到了很大地改進，因此面源的研究管管理已被重點定向。在工業化國家中，大多數面源解吸研究表明，農業生產造成的面源污染因其產生范圍大、發生間歇性、排放時的不確定性等特點，成為目前主要的水域營養污染來源。農業生產使用的化肥、農藥等物資中的營養泄漏是導致富營養化的最主要因素，由于肥料的泄漏、耕地與水系相結合以及雨水轉移，雨水攜帶含有高營養的污水匯入到地表水和地下水，污染其水質。而且，就目前全球能源環境形勢判斷，由于不可再生能源的匱乏性和局限性，生物質能源因其循環效能高，并且排放的CO₂以及CO、HC、PM等會造成污染的物質排放量分別只有原來的一般甚至更少等明顯的優勢作為可再生能源中的翹楚，受到很大關注。然而制造生物燃料時，對環境帶來一定危害。其中，對生物燃料的生產對水環境造成的最大影響便是致使水體富營養化，由于能作為生物燃料的作物主要是種植于低營養的土地或者非農業土地中，所以會大量使用化肥農藥。因此在緩解能源危機的同時，也使全球富營養化的問題更加嚴重。富營養化出現于湖泊、水庫中表現為水華，在海域則為赤潮現象。國內外關于海域富營養化的調查情況說明，海洋現狀情況也不容樂觀。從20世紀60年代起，由于海洋富營養化造成的赤潮現象就普遍出現在全球，至今已經是世界性的海洋災害之一，在赤潮的衰敗過程中，釋放出入硫化物氣體和毒素會污染海水，是許多還想生物躲避逃離，從而形成了“死區”。如美國發布研究報告顯示，墨西哥灣“死區”期面積大小已經相當于美國的康涅狄格州；我國浙江的杭州灣和遼寧的錦州灣分別出現了出現了近 100 平方千米和 20 平方千米的“死區”。海域中的海草床可以支持生物多樣性以及為生態系統服務，是具有很高商業價值的魚類物種的生長的溫床，因此是保護沿海生態系統的關鍵。富營養化現象會造成真菌生長和限制陽光照射，從而導致海草的退化甚至是消失。綜上所述，修復水域環境的重要舉措之一就是治理富營養化。植物能吸收的外界的養分中，含量最少的一種決定了植物的生長狀況。磷在藻類分子中所占比例是最少的，那么，磷是藻類生長的關鍵因素。當水體中的氮過剩時，通過生化作用，可以使氮轉化為氣態氮的形式，并從水體中溢出。磷元素并沒有常見的氣體形態，在自然界的循環屬于沉積型，若存在于水體中，則就只能在水體中以不同形態循環，與氮循環有很大的不同。而且，當每升水中的磷含量達到0.02mg時，富營養化就容易發生。在庫拉索島和博內爾島的調查發現，原始海草床葉片中養分濃度的一般含量中N為0.91～2.4%和P為0.05～0.18%之間，而富營養化的系統中，葉片養分濃度的含量為N為1.87～3.02% ，P為0.14～0.70%。并且，監測的數據以及相關文獻概述說明，海草床中葉片的營養含量（尤其是P），通常由于附近的營養來源而升高，所以通常可以用作是營養污染的重要指標。由于水中含磷濃度作為是否出現富營養化放入決定性條件，那么降低磷的濃度就成為緩解富營養化的突破口。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對硅藻土吸附材料吸磷性能較差，無法滿足現有吸附材料使用的問題，提供了一種高除磷量硅藻土基吸附材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）按質量比1:5，將粉煤灰與硅藻土球磨過篩得球磨粉末，將球磨粉末置于馬弗爐中，保溫活化后再升溫，保溫煅燒后，靜置冷卻至室溫，得焙燒基體粉末；

（2）按重量份數計，分別稱量45～50份四乙基氫氧化銨溶液、2～3份氫氧化鈉和3～5份偏鋁酸鈉攪拌混合得基體液，再按重量份數計，分別稱量55～60份去離子水、5～8份硅溶膠、1～2份四乙基氫氧化銨溶液和1～2氧化鈉攪拌混合得改性液；

（3）按重量份數計，分別取45～50份改性液、50～55份丙酮、10～15份苯乙烯-馬來酸酐共聚物和5～8份2-二甲氨基乙胺攪拌混合，得混合滴加液；

（4）按質量比1:5，將焙燒基體粉末添加至改性液中，超聲分散得分散液，再按體積比1:5，將混合滴加液滴加至分散液中，待滴加完成后，保溫反應，靜置冷卻至室溫，洗滌、干燥，即可制備得一種高除磷量硅藻土基吸附材料。

步驟（1）所述的保溫活化溫度為120～150℃。

步驟（1）所述的保溫煅燒溫度為780～850℃。