[發(fā)明專利]一種粉煤灰@絲瓜絡(luò)三維網(wǎng)狀多孔復(fù)合材料的制備及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110264641.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN112871143B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡英;顏志勇;王曉馨;于利超;李喆;生俊露;易洪雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發(fā)明涉及一種粉煤灰@絲瓜絡(luò)三維網(wǎng)狀多孔復(fù)合材料的制備及應(yīng)用，制備方法為：將絲瓜絡(luò)經(jīng)預(yù)處理后加入到粉煤灰混合溶液中進(jìn)行超聲處理制得粉煤灰@絲瓜絡(luò)三維網(wǎng)狀多孔復(fù)合材料；絲瓜絡(luò)的預(yù)處理是指將絲瓜絡(luò)依次浸入稀堿溶液和有機(jī)酸混合溶液中進(jìn)行超聲處理；稀堿溶液的摩爾濃度為0.05～2.0mol/L；有機(jī)酸混合溶液為草酸和巰基煙酸的混合水溶液；粉煤灰混合溶液是在乙醇和硅烷偶聯(lián)劑的混合溶液中球磨化處理，再經(jīng)蘋果酸水溶液處理得到；制得的粉煤灰@絲瓜絡(luò)三維網(wǎng)狀多孔復(fù)合材料可用于廢水處理。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中更高濃度重金屬離子的高效吸附，重金屬離子Zn²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺去除率最大分別提高86.4％、90.3％、74.6％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種粉煤灰@絲瓜絡(luò)三維網(wǎng)狀多孔復(fù)合材料的制備及應(yīng)用。

背景技術(shù)

重金屬?gòu)U水處理的眾多方法中，吸附法以其成本低、操作簡(jiǎn)便、去除效率高而成為最有效和經(jīng)濟(jì)的方法。常用的吸附劑有氧化鋁、活性炭、合成樹脂、硅膠和分子篩等，其中硅基吸附劑具有物化性質(zhì)穩(wěn)定、比表面積大、結(jié)構(gòu)可調(diào)控性大、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。但為了獲得高吸附性能，往往需要向硅基材料中引入有機(jī)官能團(tuán)(-SH、-COOH、-NH₂、-SO₃H等)進(jìn)行表面改性，或與其它有機(jī)物復(fù)合，但該類吸附劑的制備工藝繁瑣、條件苛刻，成本高且制備過(guò)程中存在潛在的環(huán)境污染。

粉煤灰是火力發(fā)電廠等排出的廢棄物，其組成主要為二氧化硅、氧化鋁、鐵的氧化物、殘留未燃燒的碳渣以及超細(xì)顆粒，具有不規(guī)則多孔結(jié)構(gòu)。由于其具有較強(qiáng)的化學(xué)活性和較高的比表面積，常被用作吸附氨、苯酚、重金屬離子等(Desalination,2011,277(1/3):46-53.Chemical Engineering Journal,2008,138(1/3):73-83.濕法冶金,2018,37(1),40-44.)。但是經(jīng)粉煤灰吸附后進(jìn)行有效的固液分離和回收處理是一個(gè)非常艱巨的任務(wù)，這限制了粉煤灰在處理廢水方面的應(yīng)用。在廢水處理方面主要集中于對(duì)粉煤灰空心微珠的研究，粉煤灰微珠具有較好的球形度、比重小于水，能夠被用作輕質(zhì)復(fù)合材料，容易實(shí)現(xiàn)吸附廢水后的固液分離。但是粉煤灰空心微珠通常采用浮沉法獲得，僅占粉煤灰總量的0.3％～1.5％(Fuel,2014,117:118-124.)，有效利用率不高，獲取粉煤灰空心微珠過(guò)程中的“尾水”不易處理。

絲瓜絡(luò)，是葫蘆科植物絲瓜干燥成熟果實(shí)的纖維三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的維管束。近年來(lái)，作為一種新興的生物質(zhì)材料，絲瓜絡(luò)質(zhì)輕，堅(jiān)韌不易折斷，含有木聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖等，具有親水性，還帶有豐富的配位基、很容易進(jìn)行化學(xué)改性，絲瓜絡(luò)改性后可作為吸附劑用于金屬離子的吸附。公開號(hào)CN106311158A、CN106975457A、CN104289187A的專利中公開了絲瓜絡(luò)對(duì)金屬離子吸附性能及絲瓜絡(luò)作為吸附劑在金屬離子吸附中的應(yīng)用；絲瓜絡(luò)是由多層絲狀纖維交織而成的網(wǎng)狀物，可作為吸附劑或催化劑的負(fù)載材料或制備三維多孔材料的模板材料(CN104624243A、CN106732463A、CN108579782A)，被廣泛應(yīng)用在包裝、消聲、過(guò)濾、水處理、保溫、減震和抗沖擊緩沖器等工程領(lǐng)域。針對(duì)目前廢水處理所用吸附劑或催化劑大多呈現(xiàn)粉末狀，分散在液體中常存在易團(tuán)聚，粉末狀材料回收利用困難的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有廢水處理技術(shù)中粉煤灰回收困難、有效利用率不高、制備過(guò)程不環(huán)保等問題，以及為拓寬絲瓜絡(luò)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，本發(fā)明一種粉煤灰@絲瓜絡(luò)三維網(wǎng)狀多孔復(fù)合材料的制備方法，采用預(yù)處理后的絲瓜絡(luò)負(fù)載粉煤灰復(fù)合材料(粉煤灰@絲瓜絡(luò)三維網(wǎng)狀多孔復(fù)合材料)進(jìn)行廢水處理。