[發明專利]用稻殼灰制備磁性硅酸銅吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810470745.2
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108404856B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 趙櫟;夏明玉;繆菊紅;范周洋;李士澤
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

本發明公開了一種用稻殼灰制備的磁性硅酸銅吸附劑及其制備方法，該磁性硅酸銅吸附劑的化學式為：CuSiO₃?H₂O/xCoFe₂O₄，其中x為CoFe₂O₄的質量占CuSiO₃?H₂O質量的百分比，10%≤x≤50%。制備方法包括以下步驟：（1）稻殼灰焙燒后得到SiO₂；（2）SiO₂和硝酸銅進行水熱反應制備硅酸銅；（3）硅酸銅和硝酸鐵、硝酸鈷進行水熱反應制備CuSiO₃?H₂O/xCoFe₂O₄磁性吸附劑。該磁性硅酸銅吸附劑具有環保無毒、成本低對水體中的陽離子型染料具有很強的吸附作用，并可通過磁場分離和回收。

技術領域：

本發明屬于環保吸附材料技術領域，尤其涉及一種硅酸銅/鈷鐵氧磁性吸附劑及其制備方法。

背景技術：

隨著經濟的發展，染料廢水引發的環境污染問題也日益突出。染料通常具有很強的化學穩定性和生物難降解性，因此能在水體中長時間的存在并造成嚴重的環境污染。染料還可以與環境中的一些重金屬離子絡合形成復合污染。目前，對染料廢水處理常用的方法有光催化降解、膜過濾、絮凝與沉淀、電化學技術以及吸附等。其中，吸附法處理染料廢水具有操作簡單、投資少、處理后出水水質好等特點而受到重視。但大部分吸附劑因成本高、污染物去除量少、或難于分離和回收等原因不能得到廣泛應用。因此，開發一類易于分離和回收，經濟且環境友好的高效吸附劑是目前研究人員亟待解決的重要問題。

近年來，天然礦物吸附劑被運用于廢水的處理。硅酸鹽是粘土礦物最常見的組成成分，粘土具有較大的比表面積、穩定的化學機械性能、良好的環境兼容性等特性，是水體污染修復的理想材料之一。但是，天然礦物由于自身吸附能力有限，限制了其應用范圍。因此，對天然硅酸鹽改性或合成三維多孔結構硅酸鹽引起了行業的關注。

我國是水稻種植大國，年產稻谷在2億噸以上，稻殼是稻谷加工中的最大副產物，約占稻谷重量的18～22％，加工后可得稻殼4000余萬噸。稻殼可燃物達70％以上，它的發熱量約為標準煤的一半，是一種廉價且方便的能源。因此，現階段稻殼大多作為初級燃料。燃燒后的稻殼灰中含有90％以上的火山巖型高活性二氧化硅，若將稻殼灰加以處理，作為制備硅酸鹽吸附劑的硅源，則不僅可以節約成本，同時也可以提高稻殼灰的利用價值。

此外，吸附劑與染料廢水不易分離、回收和重復利用，也造成了資源浪費。磁性微粒具有外磁場響應能力，能夠在外磁場作用下快速富集及定向運動。因此，將吸附劑與磁性微粒復合，制備磁性硅酸鹽吸附劑，即可通過磁場分離、回收再利用。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種環保無毒、成本低、對水體中陽離子型染料有較強的吸附作用、并可通過磁場分離回收的硅酸銅/鈷鐵氧磁性吸附劑，相應地，還提供了上述硅酸銅/鈷鐵氧磁性吸附劑的制備方法。

本發明的具體技術方案如下：

一種磁性硅酸銅吸附劑，該磁性硅酸銅吸附劑的化學式為：CuSiO₃·H₂O/xCoFe₂O₄，其中x為CoFe₂O₄的質量占CuSiO₃·H₂O質量的百分比，10％≤x≤50％。

該磁性硅酸銅吸附劑呈三維花狀結構。

上述磁性硅酸銅吸附劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)將稻殼灰在580～620℃焙燒，研磨后過300目篩，得到白色SiO₂粉末備用；