[發(fā)明專利]一種改性褐煤的制備方法、產(chǎn)品及應用

有效

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• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113304734B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 狄軍貞;曹洋;王顯軍;鮑斯航;董艷榮;趙文琦
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F103/10
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權代理有限公司 11562
• 代理人: 張雪

本發(fā)明涉及褐煤改性技術領域，具體涉及一種改性褐煤的制備方法、產(chǎn)品及應用，具體包括褐煤原料置于甲醇溶液中加熱混勻后加入巰基硅烷偶聯(lián)劑混合，加熱反應得到改性褐煤。本發(fā)明通過在甲醇溶液中，使用巰基硅烷偶聯(lián)劑對褐煤進行改性，巰基硅烷偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)中有硅氧基和巰基，硅氧基易與含有巰基的載體物質(zhì)發(fā)生水解反應，形成?C?Si?O?鍵，從而將巰基接枝到載體物質(zhì)表面，在褐煤表面接枝接枝巰基基團，提升褐煤的金屬離子吸附能力。

技術領域

本發(fā)明涉及褐煤改性技術領域，具體涉及一種改性褐煤的制備方法、產(chǎn)品及應用。

背景技術

煤礦開采過程中產(chǎn)生的酸性礦山廢水具有低pH值,含有高濃度硫酸鹽及Fe、Al、Cu、Mn等金屬離子的特點，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的危害,是近年來最為突出的水污染問題。重金屬離子具有難降解、隨食物鏈富集的特性，若用被污染的水體對農(nóng)業(yè)作物進行灌溉，水中的重金屬便會進入土壤、被植物富集并在食物鏈中層層積累，人類位于頂端會深受其害。常見的廢水處理工藝有電化學法、氧化法、AB法等，但大多成本較高，難以在工業(yè)處理中廣泛應用，因此選擇工藝簡單、成本低廉的吸附法是當今比較高效的方法。

褐煤煤化程度低，資源豐富，且其密度低、比表面積大、富含腐殖酸，具有-CHO、-OH、-COOH等活性基團，是一種很好的吸附劑和交換劑，可被作為吸附劑去除一些重金屬離子。但原生褐煤成分復雜，空隙結(jié)構(gòu)單一，對金屬離子的吸附能力有限，如何提高褐煤的吸附性能，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種改性褐煤的制備方法、產(chǎn)品及應用，通過使用巰基硅烷偶聯(lián)劑對褐煤進行改性，在褐煤表面接枝巰基基團，提升褐煤的金屬離子吸附能力。

本發(fā)明的技術方案之一，一種改性褐煤的制備方法，包括以下步驟：

褐煤原料置于甲醇溶液中加熱混勻后加入巰基硅烷偶聯(lián)劑混合，加熱反應得到改性褐煤。

進一步地，所述褐煤與甲醇溶液的混合質(zhì)量比為1:(1-5)，加熱混勻具體包括：轉(zhuǎn)速150-200r/min、30-70℃條件下加熱震蕩2-3h。

進一步地，所述巰基硅烷偶聯(lián)劑為3-巰基丙基三甲氧基硅烷。

進一步地，所述褐煤和巰基硅烷偶聯(lián)劑的混合質(zhì)量比為1：(1-2)，加熱反應條件：30-100℃，5-6h。

進一步地，所述褐煤與甲醇溶液進行混合前經(jīng)破碎處理，破碎后褐煤粒徑14-80目。

進一步地，破碎后褐煤還經(jīng)過以下步驟處理：破碎后褐煤置于水溶性酚醛樹脂溶液中，混合均勻后微波加熱、烘干、冷卻研磨得到酚醛樹脂/褐煤混合體粉末。

進一步地，所述水溶性酚醛樹脂溶液的質(zhì)量分數(shù)為10-20％，破碎后褐煤與水溶性酚醛樹脂溶液的混合質(zhì)量體積比為(3-5)g/(1-10)mL；

進一步地，所述微波加熱為80-100℃條件下微波加熱2-3h；所述烘干溫度為60-80℃。

進一步地，所述加熱反應在超聲條件下進行，超聲功率50-100Hz；

進一步地，加熱反應結(jié)束后還包括以下步驟：采用超臨界二氧化碳流體對產(chǎn)物進行干燥，得到改性褐煤；所述干燥溫度為40-50℃，壓力為8-10MPa。

本發(fā)明的技術方案之二，上述改性褐煤的制備方法所制備的改性褐煤。

本發(fā)明的技術方案之三，上述改性褐煤作為金屬吸附劑的應用。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：