具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法，該方法是以湖泊底泥和粉煤灰共同作為載體，加入堿性活化劑后對其表面固載巰基硅烷，形成對三價(jià)砷具有很高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料，是對工業(yè)廢棄物的資源化綜合利用，以廢治廢，有利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)為粉煤灰的資源化用開辟了一條新途徑；另外載體與秋季硅烷結(jié)合力強(qiáng)，在水體中不會發(fā)生水解同時(shí)，對三價(jià)砷具有較高的吸附選擇性。
【專利說明】
具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]湖泊底泥是水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)湖泊外部污染源得到控制后，含有大量污染質(zhì)的底泥常成為湖泊水體的主要污染源。目前，國內(nèi)治理湖泊底泥污染主要采用以下方法:環(huán)境疏浚技術(shù)，疏浚出來的底泥，通常被作為固體廢棄物堆放在貯泥場中，該法不但占用大量土地，還對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。另外，煤炭在我國的能源結(jié)構(gòu)中一直占據(jù)主體地位。粉煤灰是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物，平均每年我國發(fā)電廠產(chǎn)生的粉煤灰總量在一億噸以上。目前，粉煤灰的處置方式以貯灰場堆放為主，大量的粉煤灰被棄置，不僅污染環(huán)境，而且造成資源浪費(fèi)。
[0003]具有高毒性和致癌特性的砷(III)大量存在于地下水中。國內(nèi)外對水體中砷(III)的高效去除進(jìn)行了大量的研究工作，許多技術(shù)被用來去除水體中的砷(III)，包括和鐵或鋁共沉淀、離子交換法、膜處理和吸附法。廢水中磷酸根、硅酸根、碳酸根等共存離子對砷(III)的去除有很大的影響，盡管目前開發(fā)出很多新型的材料，但是選擇性不是很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]湖泊底泥和粉煤灰共同作為載體，加入堿性活化劑后對其表面固載巰基硅烷，形成對三價(jià)砷具有很高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料。
[0007]所述具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法具體包括以下步驟:
[0008](I)將湖泊底泥干燥除雜，粉煤灰樣品過80目篩，去除大顆粒雜質(zhì)，然后分別用球磨機(jī)進(jìn)行研磨得到粒徑50?100 μ m的顆粒料，將湖泊底泥與粉煤灰按重量比1:1混合作為載體基料，再將粘土干燥后研磨得到粒徑為50?100 μ m的顆粒料作為載體輔料，基料與輔料按重量比5: I混合后進(jìn)入球磨機(jī)共磨成粒徑5?50 μ m的微粉粒；
[0009](2)將重量份為100份的湖泊底泥和粉煤灰與20?100份的活化劑在高速混合機(jī)中混合均勻；
[0010](3)將三價(jià)砷溶解到甲醇中，然后加入巰基硅烷，與三價(jià)砷絡(luò)合形成絡(luò)合物，三價(jià)砷與巰基硅烷的摩爾比為1: 2?2: 1，反應(yīng)I?5小時(shí)后，再加入已處理過的湖泊底泥和粉煤灰，巰基硅烷與預(yù)處理粉煤灰的比例為Iml: Ig?Iml: 3g，在溶劑中進(jìn)行反應(yīng)10?24小時(shí)，濾出固體，用乙醇洗滌，除去未反應(yīng)的試劑，再用0.5mol/L?5mol/L堿液浸泡2?3小時(shí)，抽濾，除去三價(jià)砷模板分子，用去離子水洗滌到中性，60?95°C干燥，得到對三價(jià)砷具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料。
[0011]所述步驟(I)中載體與粘結(jié)劑的重量比為6:1或5:1。
[0012]所述步驟(I)中湖泊底泥為鏡月湖底泥或其他湖泊底泥。
[0013]所述步驟(I)中的粉煤灰為華中地區(qū)某熱電廠粉煤灰或其他電廠粉煤灰。
[0014]所述步驟⑴中的堿性活化劑為硅酸鈉，硅酸鈣，碳酸鈣或碳酸鈉。
[0015]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0016](I)本發(fā)明是對工業(yè)廢棄物的資源化綜合利用，以廢治廢，有利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)為粉煤灰的資源化用開辟了一條新途徑；
[0017](2)載體與秋季硅烷結(jié)合力強(qiáng)，在水體中不會發(fā)生水解同時(shí)，對三價(jià)砷具有較高的吸附選擇性。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了便于很好的理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。
[0019]實(shí)施例1
[0020](I)將湖泊底泥干燥除雜，粉煤灰樣品過80目篩，去除大顆粒雜質(zhì)，然后分別用球磨機(jī)進(jìn)行研磨得到粒徑100 μ m的顆粒料，將湖泊底泥與粉煤灰按重量比1:1混合作為載體基料，再將粘土干燥后研磨得到粒徑為100 μ m的顆粒料作為載體輔料，基料與輔料按重量比5:1混合后進(jìn)入球磨機(jī)共磨成粒徑50 μ m的微粉粒；
[0021](2)將重量份為100份的湖泊底泥和粉煤灰與20份的活化劑在高速混合機(jī)中混合均勻；
[0022](3)將三價(jià)砷溶解到甲醇中，然后加入巰基硅烷，與三價(jià)砷絡(luò)合形成絡(luò)合物，三價(jià)砷與巰基硅烷的摩爾比為1: 2，反應(yīng)I小時(shí)后，再加入已處理過的湖泊底泥和粉煤灰，巰基硅烷與預(yù)處理粉煤灰的比例為Iml: lg，在溶劑中進(jìn)行反應(yīng)10小時(shí)，濾出固體，用乙醇洗滌，除去未反應(yīng)的試劑，再用0.5mol/L堿液浸泡2小時(shí)，抽濾，除去三價(jià)砷模板分子，用去離子水洗滌到中性，60°C干燥，得到對三價(jià)砷具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料。
[0023]實(shí)施例2
[0024](I)將湖泊底泥干燥除雜，粉煤灰樣品過80目篩，去除大顆粒雜質(zhì)，然后分別用球磨機(jī)進(jìn)行研磨得到粒徑50 μm的顆粒料，將湖泊底泥與粉煤灰按重量比1:1混合作為載體基料，再將粘土干燥后研磨得到粒徑為50的顆粒料作為載體輔料，基料與輔料按重量比5: I混合后進(jìn)入球磨機(jī)共磨成粒徑5的微粉粒；
[0025](2)將重量份為100份的湖泊底泥和粉煤灰與100份的活化劑在高速混合機(jī)中混合均勻；
[0026](3)將三價(jià)砷溶解到甲醇中，然后加入巰基硅烷，與三價(jià)砷絡(luò)合形成絡(luò)合物，三價(jià)砷與巰基硅烷的摩爾比為2:1，反應(yīng)5小時(shí)后，再加入已處理過的湖泊底泥和粉煤灰，巰基硅烷與預(yù)處理粉煤灰的比例為Iml: 3g，在溶劑中進(jìn)行反應(yīng)24小時(shí)，濾出固體，用乙醇洗滌，除去未反應(yīng)的試劑，再用5mol/L堿液浸泡3小時(shí)，抽濾，除去三價(jià)砷模板分子，用去離子水洗滌到中性，95°C干燥，得到對三價(jià)砷具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料。
[0027]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的一種具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料，是對工業(yè)廢棄物的資源化綜合利用，以廢治廢，有利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)為粉煤灰的資源化用開辟了一條新途徑；另外載體與秋季硅烷結(jié)合力強(qiáng)，在水體中不會發(fā)生水解同時(shí)，對三價(jià)砷具有較高的吸附選擇性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:湖泊底泥和粉煤灰共同作為載體，加入堿性活化劑后對其表面固載巰基硅烷，形成對三價(jià)砷具有很高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:具體包括以下步驟: (1)載體及粘結(jié)劑，其重量比為4?8: I?5，其中載體包括重量比4: I的載體基料和輔料，載體基料為重量比1:1的湖泊底泥與粉煤灰，載體輔料為粘土，粘結(jié)劑為硅酸鈉； (2)巰基硅烷與三價(jià)砷在甲醇中絡(luò)合；將堿性活化劑和載體加入到絡(luò)合物中進(jìn)行縮合反應(yīng)；最后采用堿液將三價(jià)砷模板去除，得到具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:載體與粘結(jié)劑的重量比為6:1或5:1。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的湖泊底泥為鏡月湖底泥或其他湖泊底泥。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的粉煤灰為華中地區(qū)某熱電廠粉煤灰或其他電廠粉煤灰。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高識別能力的湖泊底泥/粉煤灰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述堿性活化劑為硅酸鈉，硅酸鈣，碳酸鈣或碳酸鈉。
【文檔編號】B01J20/30GK106064046SQ201410579197
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2014年10月24日 公開號201410579197.9, CN 106064046 A, CN 106064046A, CN 201410579197, CN-A-106064046, CN106064046 A, CN106064046A, CN201410579197, CN201410579197.9
【發(fā)明人】賈賀雪
【申請人】西安亞岱新能源科技有限公司