具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法，该方法是以湖泊底泥和粉煤灰共同作为载体，加入碱性活化剂后对其表面固载巯基硅烷，形成对三价砷具有很高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料。同现有技术相比，本发明制备的具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料，是对工业废弃物的资源化综合利用，以废治废，有利于环境保护，同时为粉煤灰的资源化用开辟了一条新途径；另外载体与秋季硅烷结合力强，在水体中不会发生水解同时，对三价砷具有较高的吸附选择性。
【专利说明】
具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及环境材料制备技术领域，具体涉及具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]湖泊底泥是水环境生态系统的重要组成部分，当湖泊外部污染源得到控制后，含有大量污染质的底泥常成为湖泊水体的主要污染源。目前，国内治理湖泊底泥污染主要采用以下方法:环境疏浚技术，疏浚出来的底泥，通常被作为固体废弃物堆放在贮泥场中，该法不但占用大量土地，还对环境产生二次污染。另外，煤炭在我国的能源结构中一直占据主体地位。粉煤灰是煤炭燃烧过程中产生的工业废弃物，平均每年我国发电厂产生的粉煤灰总量在一亿吨以上。目前，粉煤灰的处置方式以贮灰场堆放为主，大量的粉煤灰被弃置，不仅污染环境，而且造成资源浪费。
[0003]具有高毒性和致癌特性的砷(III)大量存在于地下水中。国内外对水体中砷(III)的高效去除进行了大量的研究工作，许多技术被用来去除水体中的砷(III)，包括和铁或铝共沉淀、离子交换法、膜处理和吸附法。废水中磷酸根、硅酸根、碳酸根等共存离子对砷(III)的去除有很大的影响，尽管目前开发出很多新型的材料，但是选择性不是很高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对现有技术的不足，提供具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]湖泊底泥和粉煤灰共同作为载体，加入碱性活化剂后对其表面固载巯基硅烷，形成对三价砷具有很高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料。
[0007]所述具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法具体包括以下步骤:
[0008](I)将湖泊底泥干燥除杂，粉煤灰样品过80目筛，去除大颗粒杂质，然后分别用球磨机进行研磨得到粒径50?100 μ m的颗粒料，将湖泊底泥与粉煤灰按重量比1:1混合作为载体基料，再将粘土干燥后研磨得到粒径为50?100 μ m的颗粒料作为载体辅料，基料与辅料按重量比5: I混合后进入球磨机共磨成粒径5?50 μ m的微粉粒；
[0009](2)将重量份为100份的湖泊底泥和粉煤灰与20?100份的活化剂在高速混合机中混合均匀；
[0010](3)将三价砷溶解到甲醇中，然后加入巯基硅烷，与三价砷络合形成络合物，三价砷与巯基硅烷的摩尔比为1: 2?2: 1，反应I?5小时后，再加入已处理过的湖泊底泥和粉煤灰，巯基硅烷与预处理粉煤灰的比例为Iml: Ig?Iml: 3g，在溶剂中进行反应10?24小时，滤出固体，用乙醇洗涤，除去未反应的试剂，再用0.5mol/L?5mol/L碱液浸泡2?3小时，抽滤，除去三价砷模板分子，用去离子水洗涤到中性，60?95°C干燥，得到对三价砷具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料。
[0011]所述步骤(I)中载体与粘结剂的重量比为6:1或5:1。
[0012]所述步骤(I)中湖泊底泥为镜月湖底泥或其他湖泊底泥。
[0013]所述步骤(I)中的粉煤灰为华中地区某热电厂粉煤灰或其他电厂粉煤灰。
[0014]所述步骤⑴中的碱性活化剂为硅酸钠，硅酸钙，碳酸钙或碳酸钠。
[0015]同现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0016](I)本发明是对工业废弃物的资源化综合利用，以废治废，有利于环境保护，同时为粉煤灰的资源化用开辟了一条新途径；
[0017](2)载体与秋季硅烷结合力强，在水体中不会发生水解同时，对三价砷具有较高的吸附选择性。
【具体实施方式】
[0018]为了便于很好的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于此。
[0019]实施例1
[0020](I)将湖泊底泥干燥除杂，粉煤灰样品过80目筛，去除大颗粒杂质，然后分别用球磨机进行研磨得到粒径100 μ m的颗粒料，将湖泊底泥与粉煤灰按重量比1:1混合作为载体基料，再将粘土干燥后研磨得到粒径为100 μ m的颗粒料作为载体辅料，基料与辅料按重量比5:1混合后进入球磨机共磨成粒径50 μ m的微粉粒；
[0021](2)将重量份为100份的湖泊底泥和粉煤灰与20份的活化剂在高速混合机中混合均匀；
[0022](3)将三价砷溶解到甲醇中，然后加入巯基硅烷，与三价砷络合形成络合物，三价砷与巯基硅烷的摩尔比为1: 2，反应I小时后，再加入已处理过的湖泊底泥和粉煤灰，巯基硅烷与预处理粉煤灰的比例为Iml: lg，在溶剂中进行反应10小时，滤出固体，用乙醇洗涤，除去未反应的试剂，再用0.5mol/L碱液浸泡2小时，抽滤，除去三价砷模板分子，用去离子水洗涤到中性，60°C干燥，得到对三价砷具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料。
[0023]实施例2
[0024](I)将湖泊底泥干燥除杂，粉煤灰样品过80目筛，去除大颗粒杂质，然后分别用球磨机进行研磨得到粒径50 μm的颗粒料，将湖泊底泥与粉煤灰按重量比1:1混合作为载体基料，再将粘土干燥后研磨得到粒径为50的颗粒料作为载体辅料，基料与辅料按重量比5: I混合后进入球磨机共磨成粒径5的微粉粒；
[0025](2)将重量份为100份的湖泊底泥和粉煤灰与100份的活化剂在高速混合机中混合均匀；
[0026](3)将三价砷溶解到甲醇中，然后加入巯基硅烷，与三价砷络合形成络合物，三价砷与巯基硅烷的摩尔比为2:1，反应5小时后，再加入已处理过的湖泊底泥和粉煤灰，巯基硅烷与预处理粉煤灰的比例为Iml: 3g，在溶剂中进行反应24小时，滤出固体，用乙醇洗涤，除去未反应的试剂，再用5mol/L碱液浸泡3小时，抽滤，除去三价砷模板分子，用去离子水洗涤到中性，95°C干燥，得到对三价砷具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料。
[0027]同现有技术相比，本发明制备的一种具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料，是对工业废弃物的资源化综合利用，以废治废，有利于环境保护，同时为粉煤灰的资源化用开辟了一条新途径；另外载体与秋季硅烷结合力强，在水体中不会发生水解同时，对三价砷具有较高的吸附选择性。
【主权项】
1.具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法，其特征在于:湖泊底泥和粉煤灰共同作为载体，加入碱性活化剂后对其表面固载巯基硅烷，形成对三价砷具有很高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料。2.根据权利要求1所述的具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法，其特征在于:具体包括以下步骤: (1)载体及粘结剂，其重量比为4?8: I?5，其中载体包括重量比4: I的载体基料和辅料，载体基料为重量比1:1的湖泊底泥与粉煤灰，载体辅料为粘土，粘结剂为硅酸钠； (2)巯基硅烷与三价砷在甲醇中络合；将碱性活化剂和载体加入到络合物中进行缩合反应；最后采用碱液将三价砷模板去除，得到具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料。3.根据权利要求2所述的具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法，其特征在于:载体与粘结剂的重量比为6:1或5:1。4.根据权利要求2所述的具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法，其特征在于:所述的湖泊底泥为镜月湖底泥或其他湖泊底泥。5.根据权利要求2所述的具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法，其特征在于:所述的粉煤灰为华中地区某热电厂粉煤灰或其他电厂粉煤灰。6.根据权利要求2所述的具有高识别能力的湖泊底泥/粉煤灰复合材料的制备方法，其特征在于:所述碱性活化剂为硅酸钠，硅酸钙，碳酸钙或碳酸钠。
【文档编号】B01J20/30GK106064046SQ201410579197
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2014年10月24日 公开号201410579197.9, CN 106064046 A, CN 106064046A, CN 201410579197, CN-A-106064046, CN106064046 A, CN106064046A, CN201410579197, CN201410579197.9
【发明人】贾贺雪
【申请人】西安亚岱新能源科技有限公司