[發明專利]利用凝灰巖制備羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑的方法

有效

• 申請號: 202010172884.4
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111250039B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 黃濤;劉萬輝;劉龍飛;金俊勛;宋東平;周璐璐;徐嬌嬌;張樹文
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王艷

本發明公開羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑的方法，將凝灰巖敲碎、研磨過篩得凝灰巖粉末；稱取氫氧化鋁和凝灰巖粉末混合研磨得鋁活化凝灰巖粉末；稱取石膏和氧化鈣混合得鈣劑粉末；稱取磷酸鈉與氫氧化鈉混合得磷基堿激發劑；稱取磷基堿激發劑、鈣劑粉末、鋁活化凝灰巖粉末，混合得到混合粉末，向混合粉末中加入水，攪拌均勻水浴后陳化烘干研磨過篩得羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑。本發明還公開該吸附劑及其應用。本發明制備的吸附劑可吸附多種重金屬污染物，且吸附容量更大，在水環境中穩定性更強，適用pH為1~13的水體環境且吸附試驗后質量損失小，而且該吸附劑在用堿液處理后可多次重復使用后其吸附劑性能遠遠高于其他吸附劑。

技術領域

本發明涉及非金屬礦資源化利用研發領域，尤其涉及利用凝灰巖制備羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑的方法。

背景技術

目前，重金屬水污染導致的環境問題引起了廣泛關注。重金屬不僅可直接危害人類健康而且還可會對周邊生態環境造成不可逆的影響。當前有多種治理技術可用于對重金屬污染廢液的治理。在這些方法中吸附法因操作簡單、見效快、可推廣性強等特點應用最為廣泛。

地質聚合物是一種無機聚合材料，也被認為是一類新型綠色凝膠材料。含硅鋁質原料在堿激發劑的作用下，經過解聚、縮聚過程可形成一種由硅氧四面體和鋁氧四面體構成的三維網絡狀地質聚合物材料。近年來，因具有三維網絡狀結構，地質聚合物被當作吸附劑用于水體中重金屬和有機污染物的去除。然而，地質聚合物主要具有介孔結構特征，孔徑分布較為單一，表面活性位點較少。同時，地質聚合物是通過堿激發方式制備的凝膠材料，耐酸性較差且離子交換量較小。因此當前應用地質聚合物去除廢液中重金屬污染物存在吸附容量小、適用水體pH范圍窄、回收率低、可循環性差等問題。

因此，綜合而言，研發一種重金屬吸附容量大、pH適用范圍寬、材料回收率高、可循環性好的功能化地質聚合物材料是解決上述問題的關鍵。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供了利用凝灰巖制備羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑的方法。

本發明還要解決的技術問題是提供了羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑。

本發明最后要解決的技術問題是提供了羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑的應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：本發明提供了利用凝灰巖制備羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑的方法，包括以下步驟：

1)將凝灰巖敲碎、研磨，過200～400目篩，得凝灰巖粉末；

2)稱取氫氧化鋁和凝灰巖粉末，混合，300～1200rmp轉速條件下研磨2～6小時，得鋁活化凝灰巖粉末；

3)分別稱取石膏和氧化鈣，混合，得鈣劑粉末；

4)分別稱取磷酸鈉與氫氧化鈉，混合，得磷基堿激發劑；

5)分別稱取磷基堿激發劑、鈣劑粉末、鋁活化凝灰巖粉末，混合得到混合粉末，向混合粉末中加入水，攪拌均勻，60～100℃條件下水浴6～12小時，然后接著陳化12～36小時，烘干，研磨，過200～400目篩，得利用凝灰巖制備的羥基磷灰巖功能化地質聚合物吸附劑。

其中，所述步驟2)氫氧化鋁和凝灰巖粉末質量比1～2∶10。

其中，所述步驟3)石膏和氧化鈣質量比0.5～1.5∶1。

其中，所述步驟4)磷酸鈉與氫氧化鈉質量比0.2～0.4∶1。

其中，所述步驟5)的磷基堿激發劑、鈣劑粉末、鋁活化凝灰巖粉末質量比5～10∶10～20∶100。

其中，所述混合粉末與水液固比0.6～1.2∶1mL/mg。

本發明內容還包括所述的制備方法制備得到的功能化地質聚合物吸附劑。