专利名称：一种人工合成无机晶体吸附材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种人工合成无机晶体吸附材料的制备方法，可广泛用于净化工业生产废水方面，特别是在处理核电站排放的放射性废水方面，具有较强的实用性，且成本低廉、生产工艺简单、产品实用性强，具有广阔的应用前景。
背景技术：
吸附材料的吸附作用主要是物理吸附和化学吸附双重作用。物理吸附是指吸附剂和吸附物通过分子力产生的吸附；化学吸附是吸附剂在吸附物之间的电子转移。吸附材料的分类主要有有机离子交换树脂材料和无机离子交换材料。相对于有机材料而言，无机材料选择性吸附能力较强，具有耐酸碱、耐高温、耐辐射，材料后期易于处理等优点，且成本低廉，实用范围大，特别适用于放射性核废水的处理。目前，无机材料中使用比较广泛的是沸石。沸石是一种天然矿物，经过加工后，对于水的净化具有较大的吸附能力和净化效果。但沸石遇水冒气，耐高温程度一般在600°C左右，耐酸碱程度不高，在水中成凝絮状不易沉淀造成后期处理困难等问题，极大的限制了无机材料在吸附领域中更加深入的应用。
发明内容
本发明针对现有无机吸附材料的不足从而提供一种原料廉价、生产工艺简单、实用性更强的人工合成无机晶体吸附材料的制备方法。其特征是选择性吸附能力更强，耐酸碱、耐辐射程度更高，耐高温达到1100°C，绝缘性能优良，在水中成鳞片状易沉淀便于后期处理。本发明的目的是通过如下的技术方案实现的一种人工合成无机晶体吸附材料的制备方法，是将10-25wt%的氟硅酸钠、 2-20wt %的碳酸钠、30-60wt %的二氧化硅、15-45wt %的氧化镁混合均勻，其粒度为氟硅酸钠100-200目、碳酸钠20-80目、二氧化硅；35-100目、氧化镁16-30目；其纯度为 氟硅酸钠95-99 %、碳酸钠95-99 %、二氧化硅97-99 %、氧化镁95-99 % ；将该混合物在600°C -1300°C下通过坩埚煅烧法或内部熔融法烧制6-20个小时，得到一种分子式为Na(ite2.5_Q.5xNig (Si4Oltl)FJ (0 < X彡1)的膨胀性人工合成无机晶体吸附材料。本发明的方法得到的人工合成无机晶体吸附材料具有膨胀特性，材料形态为微米级的层间重叠片状晶体，是硅酸盐类的层状分子筛，层间吸水性能强，附着效果好；同时，通过使用离子半径小、水合能力大的离子，使得层间两侧离子靠近而显示出斥力，使整个层间的能量增高，给水分子进入层间创造了有利条件，根据层间作用力，片层之间可形成一层水型和二层水型，材料本身层间距为9. 5Λ，遇水之后层间距可达14. 98A,半径小的离子在此种结构下易与半径较大的离子发生交换作用，以形成稳定的分子结构，与一价离子的交换率为90-98%，与二价离子的交换率可达95-98%。因此，材料对水中含有多种元素选择性吸附交换作用明显，产生极好的吸附交换效果。
在处理放射性核废水方面，可去除Csl37、Sr89、Sr90、R106、I131等放射性元素和总β放射性，在核电站废水处理及核事故应急处理等方面具有实际应用前景。在净化工业生产废水方面，对工厂排放的重金属废水的Ca、Mg、Pb、Zn、Cu等金属元素具有明显的吸附交换作用。因材料的特殊结构，进行吸附交换后，离子吸着牢固不易脱落，针对性的使用化学试剂，可对吸着在产品上的重金属元素进行收集，回收利用，提高工厂的生产效益。本发明的方法可以以廉价的原料，工业化生产得到的选择性吸附能力更强，耐酸碱、耐高温和辐射程度更高，后期处理简易的新型人工合成无机晶体吸附材料，该制备方法成本低廉、生产工艺简单、产品实用性强，具有广阔的应用前景。
具体实施例方式实施例1 将13wt %的氟硅酸钠、7wt %的碳酸钠、57wt %的二氧化硅、23wt %的氧化镁混合均勻，将该混合物通过坩埚煅烧法，首先升温到1200°C烧制3个小时，然后在600°C烧制10 小时，得到一种分子式为[Na(Mh5^Niix) (Si4Oltl)FJ (0 < X彡1)的膨胀性人工合成无机晶体吸附材料。实施例2:将16wt %的氟硅酸钠、IOwt %的碳酸钠、50wt %的二氧化硅、%的氧化镁混合均勻，将该混合物通过内部熔融法，首先升温到1300°C烧制1. 5个小时，然后在800°C烧制6 小时，得到一种分子式为[Na(Mh5^Niix) (Si4Oltl)FJ (0 < X彡1)的膨胀性人工合成无机晶体吸附材料。
权利要求
1.一种人工合成无机晶体吸附材料的制备方法，将10_25wt %的氟硅酸钠、 2-20wt %的碳酸钠、30-60wt %的二氧化硅、15-45wt %的氧化镁混合均勻，将该混合物在 6000C -1300°C下烧制 6-20 个小时，得到一种分子式为[Na(Mg2.5_0.5xNax) (Si4O10)F2] (0 < X < 1)的膨胀性人工合成无机晶体吸附材料。
2.按照权利要求1所述的人工合成无机晶体吸附材料的制备方法，其特征是所述各原料均为粉末，其粒度为氟硅酸钠100-200目、碳酸钠20-80目、二氧化硅35-100目、氧化镁 16-30 目。
3.按照权利要求1所述的人工合成无机晶体吸附材料的制备方法，其特征是所述各原料的纯度为氟硅酸钠95-99%、碳酸钠95-99%、二氧化硅97-99%、氧化镁95-99%。
4.按照权利要求1所述的人工合成无机晶体吸附材料的制备方法，其特征是烧制的方法为坩埚煅烧法或内部熔融法。
全文摘要
本发明专利公开了一种人工合成无机晶体吸附材料的制备方法，将10-25wt％的氟硅酸钠、2-20wt％的碳酸钠、30-60wt％的二氧化硅、15-45wt％的氧化镁混合均匀，将该混合物在600℃-1300℃下通过坩埚煅烧法或内部熔融法烧制6-20个小时，得到一种分子式为Na(Mg2.5-0.5xNax)(Si4O10)F2(0＜X≤1)的膨胀性人工合成无机晶体吸附材料，该材料选择性吸附能力更强、耐酸碱、耐高温和辐射程度更高、易后期处理，在净化工业生产废水方面，特别是在处理放射性核废水方面，具有较强的实用性，且成本低廉、生产工艺简单，具有广阔的应用前景。
文档编号B01J20/04GK102266746SQ20111023194
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日
发明者徐振宇 申请人:平江县富达合成云母科技有限公司