本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，特別涉及一種改性活性炭/硅藻土吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
自然界存在的硅藻土礦主要成分是無(wú)定形二氧化硅，為蛋白石及其變種，是由古代單細(xì)胞低等水生植物硅藻的硅質(zhì)遺骸經(jīng)過沉積作用，在一定的地質(zhì)條件下形成的天然多孔性生物質(zhì)礦物材料。硅藻土因具有獨(dú)特的有序排列的微孔結(jié)構(gòu)、孔隙率高、孔體積大、連通性好、質(zhì)量輕、密度小、比表面積大、吸附性強(qiáng)、活性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用作吸附材料應(yīng)用于助濾劑、催化劑載體、重金屬?gòu)U水吸附劑等，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用。
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，礦產(chǎn)冶煉、機(jī)械制造、化工生產(chǎn)、電子產(chǎn)品以及儀表等的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量重金屬?gòu)U水，造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境危害。硅藻土含有活性硅羥基，在水溶液中硅羥基上的H+會(huì)解離處理，使得硅藻土的表面帶一定的負(fù)電荷，因此對(duì)于帶正電荷的重金屬?gòu)U水中的重金屬離子具有較好的吸附效果，但在pH值較低的重金屬?gòu)U水中，水樣中H+會(huì)抑制硅羥基上H+的解離，導(dǎo)致硅藻土的吸附重金屬離子效果降低。另外，所采用的硅藻土顆粒較小，且?guī)ж?fù)電，在水中的沉降性能較差，對(duì)構(gòu)筑物的容積要求比較大。因此，直接用硅藻土原土處理重金屬?gòu)U水，會(huì)降低處理效率.
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有硅藻原土在處理重金屬?gòu)U水過程中存在的效率降低的問題，同時(shí)合理有效的實(shí)現(xiàn)資源配置和利用，本發(fā)明提供一種過程易于控制、產(chǎn)品吸附效率高，經(jīng)濟(jì)效益大的一種改性活性炭/硅藻土吸附劑的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下措施來(lái)達(dá)到：提供一種改性活性炭/硅藻土吸附劑的制備方法，包括以下步驟：a)一定目數(shù)的硅藻土礦經(jīng)酸性水洗提純后，在N2保護(hù)氣氛下高溫煅燒，將有機(jī)質(zhì)碳化，形成無(wú)定形活性炭/硅藻土的復(fù)合材料。b)配制一定濃度的改性劑溶液，與碳化硅藻土混合均勻后，一定溫度下振蕩分散均勻，過夜，經(jīng)水洗、抽濾、干燥，得到改性活性炭/硅藻土吸附劑。
進(jìn)一步地，所述硅藻土有機(jī)質(zhì)碳化過程，煅燒溫度為500～800℃，碳化時(shí)間為2～6h，優(yōu)選方案為煅燒溫度600℃，碳化時(shí)間為4h。
進(jìn)一步地，所用改性劑為聚丙烯酰胺(PAM)，其溶液濃度為0.1％～0.3％，優(yōu)選方案為聚丙烯酰胺的溶液濃度為0.3％。
進(jìn)一步地，所述改性過程中改性過程中，反應(yīng)溫度為60～80℃，改性時(shí)間為24～48h，優(yōu)選方案為反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為24h
有益效果：本發(fā)明充分利用了硅藻土自身組成中的有機(jī)物質(zhì)，通過碳化處理，使其變?yōu)闊o(wú)定形活性炭，極大地提升了硅藻土的比表面積，形成了無(wú)定形活性炭/硅藻土高效吸附劑，不僅合理的利用了天然資源，同時(shí)極大地提升了產(chǎn)品性能，而通過使用聚丙烯酰胺對(duì)無(wú)定形活性炭/硅藻土高效吸附劑進(jìn)行改性處理，更進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的各項(xiàng)性能，使其經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到了有效的提升，而且該工藝過程實(shí)現(xiàn)中工藝簡(jiǎn)單可行，原料低廉易得，具有極強(qiáng)的工業(yè)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明主要包括以下步驟：a)一定目數(shù)的硅藻土礦經(jīng)酸性水洗提純后，在N2保護(hù)氣氛下高溫煅燒，將有機(jī)質(zhì)碳化，形成無(wú)定形活性炭/硅藻土的復(fù)合材料。b)配制一定濃度的改性劑溶液，與碳化硅藻土混合均勻后，一定溫度下振蕩分散均勻，過夜。經(jīng)水洗、抽濾、干燥，得到改性活性炭/硅藻土吸附劑。
實(shí)施例
1、高有機(jī)質(zhì)硅藻土的提純與碳化
采集高有機(jī)質(zhì)硅藻土礦塊狀樣品經(jīng)破碎研磨，200目篩篩分。將礦粉混合配成礦漿機(jī)械攪拌后，利用鹽酸將pH值調(diào)節(jié)為1以除去無(wú)機(jī)碳酸鹽，浸泡過夜后吸出上層礦漿。經(jīng)抽濾得到濾餅，用蒸餾水洗滌3次后干燥、研磨過篩，得到提純高有機(jī)質(zhì)硅藻土。將提純后的硅藻土粉置于管式爐中，在N2保護(hù)下，以10℃/min的升溫速率升高到600℃，然后恒溫4h，對(duì)其進(jìn)行碳化處理，得到碳化硅藻土。
2、活性炭/硅藻土的改性處理
配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3％聚丙烯酰胺(PAM)溶液，與碳化硅藻土混合均勻后，60℃振蕩分散均勻過夜。經(jīng)水洗、抽濾、干燥，得到活性炭/硅藻土高效吸附劑。
通過重金屬靜態(tài)飽和吸附實(shí)驗(yàn)、亞甲基藍(lán)飽和吸附量測(cè)定及樣品比表面積測(cè)定，得到的活性炭/硅藻土高效吸附劑比表面積是常規(guī)商品化硅藻土的3倍，亞甲基藍(lán)飽和吸附量為41187mg/g，對(duì)Pb2+、Co2+和Sr2+具有顯著的吸附能力，飽和吸附量分別為54147、37134和2511mg/g，改性效果顯著。
以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定發(fā)明的具體實(shí)施僅限于這些說(shuō)明。對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡(jiǎn)單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。