[發明專利]一種氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 202310080900.0
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN115920838A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 趙天翔;楊曉健;蘇凱;胡國濤;曹建新;楊毅
• 申請（專利權）人: 甕福（集團）有限責任公司;貴州大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/30;B01J20/28;B01J20/34
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 王蕊

1.一種氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，主要制備步驟如下：

（1）氮化碳二氧化硅復合吸附制備：將具有特定孔結構和比表面積的二氧化硅與氮化碳前驅體按1.0:（0.1~1.0）的質量比充分混合，然后在特定氣氛下高溫熱聚，熱聚產物再經后強化處理和洗滌干燥，獲得氮化碳二氧化硅復合吸附材料粉末，其比表面積為224~648m²/g；

（2）氮化碳二氧化硅復合吸附劑成型造粒：將制備的氮化碳二氧化硅復合吸附材料粉末、羥丙基纖維素以及水按質量比20:1:（1~5）的質量比均勻混合，然后擠壓成型為直徑為1mm左右的球形顆粒，60^oC下真空干燥24?h即得吸附劑成品；

（3）磷酸中鉻的多級串聯動態柱吸附：將成品氮化碳二氧化硅復合吸附材料裝填于多級可控溫的固定吸附床上，然后將磷酸與吸附劑按（20~100）：1的質量比在25~60^oC下動態循環脫鉻0.5~6?h；

（4）吸附劑再生：吸附劑在加熱條件下用0.2~1.0?mol/L的NaOH溶液洗滌脫附鉻離子，洗滌液用0.1?mol/L氯化鋇溶液沉淀鉻離子，以鉻酸鋇沉淀的形式回收鉻。

2.根據權利要求1所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述二氧化硅為SBA-15或MCM-41，比表面積為400~800?m²/g，平均孔徑分布為3~13nm，具有規整的介孔結構，可以填充特定比例的氮化碳前驅體；其中氮化碳前驅體為尿素、硫脲、二聚氰胺、三聚氰胺中的一種或任意兩種組合。

3.根據權利要求1所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述二氧化硅與氮化碳前驅體混合方式為溶劑輔助機械球磨法，溶劑為等體積的乙醇水溶液，質量占比為1~30%；球磨時間5~60?min。

4.根據權利要求1所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述熱聚溫度為500~600?^oC，時間為2~8?h。

5.根據權利要求1所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述高溫熱聚氣氛為氮氣、氨氣、空氣、氬氣、二氧化碳中的一種，氣體流速50~300mL/min。

6.根據權利要求1所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述熱聚產物再經后強化處理是指加熱超聲將氮化碳納米片剝離，得到氮化碳包裹層厚度為0.5~3?nm的氮化碳二氧化硅復合吸附材料；超聲剝離的溫度為60~80^oC，時間為30~120?min，超聲強度為0.31~0.34?W/cm²。

7.根據權利要求1所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的濕法磷酸為脫氟磷酸，磷酸的質量分數為20~65%；鉻離子初始濃度為30~80ppm；雜質離子Ca、Fe、Mg、Al的濃度不高于0.5?g/L。

8.根據權利要求1所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的動態柱吸附為1~8級串聯吸附，磷酸相流速為10~80?mL/min。

9.根據權利要求8所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的動態柱吸附為2~5級。

10.根據權利要求1所述的氮化碳二氧化硅雜化吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟（4）中吸附劑再生加熱溫度為50~90^oC，再生的吸附劑可循環用于濕法磷酸脫鉻。