一种可降解的磁性有机无机复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可降解的磁性有机无机复合絮凝剂及其制备方法，以原矿的高岭土和有机钛复合粒子为内核，聚丙烯酰胺为外膜；其中，复合粒子由有机钛包覆原矿高岭土得到，采用光引发和沉淀聚合复合工艺，实现丙烯酰胺单体在无机复合材料的表面引发聚合；该工艺不仅实现了聚丙烯酰胺在无机复合粒子表面的化学键合,通过原子杂化大大提高了复合粒子的磁性能，同时可以有效的解决纳米二氧化钛分散不均匀和絮凝剂接枝率低的问题。可替代传统的聚丙烯酰胺絮凝剂，能够有效解决油砂尾矿环境污染、占用大量土地资源和浪费水资源的问题。在不影响絮凝剂絮凝效果的同时具有磁性、环保、低成本的特点。

A degradable magnetic organic-inorganic composite and its preparation method

The invention discloses a degradable magnetic-organic-inorganic composite flocculant and its preparation method, in which kaolin and organic-titanium composite particles of raw ore are used as core and polyacrylamide as outer membrane; in which the composite particles are obtained by coating raw ore kaolin with organic titanium, and the acrylamide monomer is initiated to polymerize on the surface of inorganic composite materials by the composite process of photoinitiation and precipitation polymerization. The process not only achieves the chemical bonding of polyacrylamide on the surface of inorganic composite particles, but also greatly improves the magnetic properties of the composite particles by atom hybridization. At the same time, it can effectively solve the problems of non-uniform dispersion of nano-titanium dioxide and low grafting rate of flocculants. It can replace the traditional polyacrylamide flocculant and effectively solve the problems of oil sand tailings environmental pollution, occupying a large amount of land resources and wasting water resources. It has the characteristics of magnetism, environmental protection and low cost without affecting the flocculation effect of flocculants.

【技术实现步骤摘要】
一种可降解的磁性有机无机复合材料及其制备方法
本专利技术涉及油砂矿开采领域，尤其为一种可降解的磁性有机无机复合材料及其制备方法。
技术介绍
众所周知，油砂矿藏中蕴含着丰富的石化资源，对这些资源的合理开采和利用具有极高的社会经济价值和重要的实际意义。出于对开采成本因素的考虑，当前，油砂矿主要采用露天开采技术，在开采过程中产生了大量的油砂尾矿。而这些油砂尾矿需要修建大量的尾矿池来长期存放，仅加拿大（油砂储存量占世界第三）一国在过去50年中产生的油砂尾矿总量就达0.83×109立方米，尾矿池占地面积约是温哥华市面积（176平方千米）的2.5倍，造成了巨大的经济损失和环境破坏。为解决上述问题，自2000年以来，大量的商用聚丙烯酰胺（PAM）絮凝减水剂被用来降低油砂尾矿中的水分含量，效果十分显著，已经可以回收并循环利用近70%的水分，有效地减少了尾矿排放体积。商用PAM主要的问题包括：沉淀产物中高分子量聚丙烯酰胺的分子链中包裹大量的水分，更加难以挥发出来；高分子量聚丙烯酰胺对更细小无机粉末的絮凝能力较低；聚丙烯酰胺高分子在油砂尾矿中长时间存在，对周围水体环境构成了较大的威胁。新一代油砂尾矿减水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解的磁性有机无机复合絮凝剂，其特征在于：包括内核与外膜，所述内核为无机土与纳米二氧化钛的复合粒子，所述外膜为聚丙烯酰胺，所述复合粒子通过纳米二氧化钛包覆无机土得到；所述聚丙烯酰胺通过丙烯酰胺单体聚合于无机复合粒子表面得到。

【技术特征摘要】
1.一种可降解的磁性有机无机复合絮凝剂，其特征在于：包括内核与外膜，所述内核为无机土与纳米二氧化钛的复合粒子，所述外膜为聚丙烯酰胺，所述复合粒子通过纳米二氧化钛包覆无机土得到；所述聚丙烯酰胺通过丙烯酰胺单体聚合于无机复合粒子表面得到。2.根据权利要求1所述的可降解磁性有机无机复合絮凝剂，其特征在于：所述无机土为原矿微米高岭土。3.一种如权利要求1所述的可降解的磁性有机无机复合絮凝剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、无机复合粒子的制备：有机钛和微米原矿高岭土通过溶胶凝胶法制备得到无机复合粒子；S2、磁性絮凝剂的制备：在紫外光照射下，丙烯酰胺单体在S1中制备得到的无机复合粒子表面引发聚合反应得到磁性絮凝剂。4.根据权利要求3所述的可降解的磁性有机无机复合絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1无机复合粒子的制备，具体包括以下步骤：S1.1、取有机钛，随后加入乙二醇甲醚和微米原矿高岭土，按照料液比混合后，先强力搅拌15min-30min，再超声分散15min-30min；S1.2、超声后放入密闭鼓风干燥箱，在60℃-80℃温度下使凝胶熟化，并干燥42h-54h；S1.3、干燥后放入坩埚中，坩埚放入箱式炉，在420℃-510℃温度下煅烧3-5小时，即得纳米二氧化钛和微米高岭...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海旺，晁力，蒋璐虹，李金龙，冀成，李雯哲，吴佳洁，贾鹏辉，王加钦，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13