本发明属于污染治理领域，尤其涉及一种组合物及其制备方法与在重金属吸附中的应用。
背景技术：
重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致。重金属，是指比重大于5的金属，包括金、银、铜、铁、铅等。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除；而重金属具有富集性，很难在环境中降解。目前，中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。因此，水体中重金属的污染治理，已经成为了一个广泛受到关注的严峻的问题。
现有技术中，通常使用吸附的方法来吸附处理水体中的重金属。吸附，是指气体以凝聚态或者类液态被吸附剂所容纳的一个过程。吸附剂的比表面积越大，吸附效果越好。地聚合物是由法国的Davidovits教授提出的，由于地聚合物具有空间三维网络状键接结构，这使得地聚合物比金属、高分子材料、水泥和陶瓷具有更高的高温性能和机械性能。另一方面，地聚合物不需要高温煅烧或烧结，制备过程对环境友好并且可以很好地被回收再利用，是一种可持续发展的“绿色环保材料”。现有技术中，地聚合物比表面积较小，对于废水中重金属的吸收能力较差。
因此，研发出一种组合物及其制备方法与在重金属吸附中的应用，用于解决现有技术中，地聚合物比表面积较小，对于废水中重金属的吸收能力较差的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种组合物及其制备方法与在重金属吸附中的应用，用于解决现有技术中，地聚合物比表面积较小，对于废水中重金属的吸收能力较差的技术缺陷。
本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：偏高岭土粉和激活剂；
所述偏高岭土粉和所示激活剂的投料比为1g:(0.5～1.5)mL。
优选地，所述偏高岭土粉包括：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO，所述偏高岭土粉的粒径小于120目。
优选地，以质量份计，所述偏高岭土粉包括：50～55份SiO2、25～35份Al2O3、1～2份Fe2O3、0.1～0.5份CaO和0.1～0.5份MgO。
优选地，所述偏高岭土还包括：其它金属氧化物；
所述其它金属氧化物选自：锰氧化物、钠氧化物、钾氧化物以及稀有金属氧化物中的一种或多种。
优选地，以质量份计，所述所述偏高岭土粉包括：50～55份SiO2、25～35份Al2O3、1～2份Fe2O3、0.1～0.5份CaO、0.1～0.5份MgO和0.1～0.5份其它金属氧化物。
优选地，所述激活剂为硅粉和氢氧化钠溶液的混合物；
所述混合物中，硅粉和氢氧化钠的摩尔比为(0.1～2.0):1。
本发明还提供了一种包括以上任意一项所述组合物的制备方法，所述制备方法为：
步骤一、混合：偏高岭土粉和激活剂混合，得第一产物；
步骤二、冷冻升华：所述第一产物冷冻升华，得产品。
优选地，所述制备方法还包括：烘干；
所述烘干在所述冷冻升华后进行。
优选地，所述混合的温度为15～180℃，所述混合的时间大于5min；
所述冷冻升华的温度为-70～0℃，所述冷冻升华的压力小于100Pa，所述冷冻升华的时间为2～48h。
本发明还提供了一种包括以上任意一项所述的组合物或以上任意一项所述的制备方法得到的产品在重金属吸附领域的应用。
综上所述，本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：偏高岭土粉和激活剂；所述偏高岭土粉和所示激活剂的投料比为1g:(0.5～1.5)mL。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，所述制备方法为：步骤一、混合：偏高岭土粉和激活剂混合，得第一产物；步骤二、冷冻升华：所述第一产物冷冻升华，得产品。本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在重金属吸附领域的应用。经实验检测可得，通过本发明提供的技术方案得到的产品，比表面积明显增大，对于废水中重金属的吸附能力显著增强。同时，本发明提供的技术方案，还具有制备方法简单、产品结构稳定以及制备时间短的优点，适合规模化工业生产。
具体实施方式
本发明提供了一种组合物及其制备方法与在重金属吸附中的应用，用于解决现有技术中，地聚合物比表面积较小，对于废水中重金属的吸收能力较差的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种组合物及其制备方法与在重金属吸附中的应用，进行具体地描述。
实施例1
称取70g偏高岭土粉1机械研磨后过120目筛，过筛后的粉末在65℃下烘干24h至恒重。经仪器分析可得，高岭土粉1中，包括有：36.4gSiO2、19.6gAl2O3、1.4gFe2O3、1.05gCaO和0.21gMgO。
称取0.25g硅粉和0.4gNaOH，溶于100mL水中，得激活剂1。
50g偏高岭土粉1和80mL激活剂1在30℃条件下混合搅拌20min，得第一产物1。第一产物1在0℃、压力20Pa条件下，冷冻升华7h。冷冻升华所得中间体，依次经过水洗和烘干，得产品1。
测定产品1的比表面积，经检测所得，产品1的比表面积为15.471m2/g。
实施例2
称取70g偏高岭土粉2机械研磨后过120目筛，过筛后的粉末在65℃下烘干24h至恒重。经仪器分析可得，高岭土粉2中，包括有：35gSiO2、17.5gAl2O3、0.7gFe2O3、0.07gCaO和0.07gMgO。
称取0.28g硅粉和0.4gNaOH，溶于100mL水中，得激活剂2。
称取50g偏高岭土粉2和100mL激活剂2在30℃条件下混合搅拌20min，得第一产物2。第一产物2在-40℃、压力20Pa条件下，冷冻升华7h。冷冻升华所得中间体，依次经过水洗和烘干，得产品2。
测定产品2的比表面积，经检测所得，产品2的比表面积为21.236m2/g。
实施例3
称取70g偏高岭土粉3机械研磨后过120目筛，过筛后的粉末在65℃下烘干24h至恒重。经仪器分析可得，高岭土粉3中，包括有：38.5gSiO2、24.5gAl2O3、1.4gFe2O3、0.35gCaO和0.35gMgO。
称取0.30g硅粉和0.4gNaOH，溶于100mL水中，得激活剂3。
称取45g偏高岭土粉2和100mL激活剂2在30℃条件下混合搅拌20min，得第一产物3。第一产物3在-70℃、压力20Pa条件下，冷冻升华7h。冷冻升华所得中间体，依次经过水洗和烘干，得产品3。
测定产品3的比表面积，经检测所得，产品3的比表面积为12.281m2/g。
实施例4
本实施例为测定产品1～产品3对于废水中Cu2+吸附能力的具体实施例。
称取0.1g产品1加入到含有Cu2+浓度为20mg/L的废水100mL中进行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法对上清液中的Cu2+浓度进行测定，吸附后铜离子的浓度为1.96mg/L。
称取0.1g产品2加入到含有Cu2+浓度为20mg/L的废水100mL中进行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法对上清液中的Cu2+浓度进行测定，吸附后铜离子的浓度为1.54mg/L。
称取0.2g产品2加入到含有Cu2+浓度为20mg/L的废水200mL中进行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法对上清液中的Cu2+浓度进行测定，吸附后铜离子的浓度为1.77mg/L。
称取0.1g对照品1加入到含有Cu2+浓度为20mg/L的废水100mL中进行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法对上清液中的Cu2+浓度进行测定，吸附后铜离子的浓度为5.30mg/L。
从实施例4可以得出，通过本发明提供的技术方案得到的产品，对于溶液中的具有良好的吸附能力。
实施例5
本实施例为测定产品1～产品3对于废水中Cr3+吸附能力的具体实施例。
称取0.1g产品1加入到含有Cr3+浓度为15mg/L的废水100mL中进行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法对上清液中的Cr3+浓度进行测定，吸附后铬离子的浓度为2.226mg/L。
称取0.1g产品2加入到含有Cr3+浓度为15mg/L的废水100mL中进行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法对上清液中的Cr3+浓度进行测定，吸附后铬离子的浓度为1.544mg/L。
称取0.2g产品3加入到含有Cr3+浓度为15mg/L的废水200mL中进行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法对上清液中的Cr3+浓度进行测定，吸附后铬离子的浓度为1.782mg/L。
综上所述，本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：偏高岭土粉和激活剂；所述偏高岭土粉和所示激活剂的投料比为1g:(0.5～1.5)mL。本发明还提供了一种上述组合物的制备方法，所述制备方法为：步骤一、混合：偏高岭土粉和激活剂混合，得第一产物；步骤二、冷冻升华：所述第一产物冷冻升华，得产品。本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在重金属吸附领域的应用。经实验检测可得，通过本发明提供的技术方案得到的产品，比表面积明显增大，对于废水中重金属的吸附能力显著增强。同时，本发明提供的技术方案，还具有制备方法简单、产品结构稳定以及制备时间短的优点，适合规模化工业生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。