一种羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料的制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料的制备与应用，该吸附材料以农业固体废弃物为原料，通过热解、模板剂反应和羟基磷灰石改性后制得的，该吸附材料对水体中的Cd

Preparation and application of a kind of mesoporous silica adsorption material modified by hydroxyapatite

【技术实现步骤摘要】
一种羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料的制备与应用
本专利技术涉及一种羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料的制备与应用，具体涉及一种羟基磷灰石改性的介孔二氧化硅吸附材料、制备方法及其在对水体中Cd2+的去除应用，属于农业固体废弃物的资源化和吸附材料制备

技术介绍
随着我国农业集约化的迅速发展，产生大量的农业固体废弃物，尤其是作为主要粮食作物水稻的副产品—稻壳。稻壳是稻谷加工过程中数量最大的副产品，通常占稻谷籽粒质量的20％左右。稻壳的主要成分为纤维素(34％-42％)、木质素(21％-26％)、半纤维素(16％-22％)、二氧化硅(10％-21％)四种物质，以及少量的粗脂肪和粗蛋白质等。稻壳燃烧得到稻壳灰，其二氧化硅含量高达86.9％-97.3％。因稻壳表面坚硬，且消化能、代谢能及可消化蛋白都为负值，使其难以作为饲料被禽畜消化，也难以被微生物分解。同时，由于稻壳中富含硅和木质素，不易吸水，作为肥料施加到田间也不易腐烂。因此，开展稻壳资源综合利用的研究，不仅使环境污染问题得以解决，而且使自然资源得到充分利用。随着工业化进程的不断推本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：/n(1)生物质材料除杂：将生物质材料粉碎，置于去离子水中浸泡过夜，过滤后用稀盐酸煮沸生物质材料，用去离子水清洗至中性，然后将洗净的生物质粉末在110-130℃下烘干；/n(2)生物质材料热解：将步骤(1)制备的生物质粉末置于坩埚中放入马弗炉中煅烧，热解的气体环境为空气，热解温度为500-700℃，热解时间为2-6h，得到生物质灰；/n(3)介孔二氧化硅的制备：采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)作为模板剂；将模板剂、步骤(2)制备的生物质灰和去离子水混合...

【技术特征摘要】
1.一种羟基磷灰石改性介孔二氧化硅吸附材料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
(1)生物质材料除杂：将生物质材料粉碎，置于去离子水中浸泡过夜，过滤后用稀盐酸煮沸生物质材料，用去离子水清洗至中性，然后将洗净的生物质粉末在110-130℃下烘干；
(2)生物质材料热解：将步骤(1)制备的生物质粉末置于坩埚中放入马弗炉中煅烧，热解的气体环境为空气，热解温度为500-700℃，热解时间为2-6h，得到生物质灰；
(3)介孔二氧化硅的制备：采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)作为模板剂；将模板剂、步骤(2)制备的生物质灰和去离子水混合，用NaOH或HCl调节混合液pH至6.0-8.0；将上述溶液在80℃下5-50r/min搅拌3-5h，溶液混合完全后，将其转移至有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，110℃以上反应5-10h，反应完成后冷却，然后将反应物固液分离，用去离子水洗涤固体反应物，然后干燥固体反应物，将干燥后的固体反应物置于马弗炉煅烧，温度为500-700℃，时间为3-7h，以除去模板剂，最终得到介孔二氧化硅；
(4)羟基磷灰石改性介孔二氧化硅，包括如下步骤：
①将介孔二氧化硅、质量浓度85％浓磷酸、去离子水混合均匀制得悬浊溶液作为溶液A；上述组分的混合顺序：先将质量浓度85％浓磷酸与去离子水混合均匀，然后加入介孔二氧化硅；
②将氢氧化钙、去离子水混合均匀制得悬浊溶液作为溶液B；
③将溶液A和溶液B混合，使得混合液中反应初始介孔二氧化硅：H3PO4：Ca(OH)2的摩尔比为(1-10)：6：10，磷酸的摩尔浓度为0.075-0.3mol/L；在溶液混合后，持续搅拌并调节混合溶液pH至8.0-10.0，待pH值恒定不变，即为反应完成；然后将混合液固液分离，将固体反应物用乙醇冲洗，然后进行干燥，即得羟基磷灰石改性介孔二氧化硅。


2.如权利要求1所述羟基磷灰石改性介孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的生物质材料为富含硅元素的农业废弃物；
优选的，步骤(1)中所述的生物质材料为稻壳、稻秸和玉米秸秆；
优选的，步骤(1)中生物质材料粉碎后，选择10-80目之间的生物质粉末；
优选的，步骤(1)中稀盐酸煮沸时间为4h。


3.如权利要求1所述羟基磷灰石改性介孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤(2)中热解温度为600℃；
优选的，步骤(2)中热解时间为4h。


4.如权利要求1所述羟基磷灰石改性介孔二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂时，模板剂：生物质灰：去离子水的摩尔比为0.6：2：130、0.8：2：130或1.0：2：130之一；
优选的，所述步骤(3)中聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)作为模板剂时，模板剂：生物质灰：去离子水的摩尔比0.017：1：136；
优选的，所述步骤(3)中反应物在马弗炉中的煅烧温度为600℃；
优选的，所述步骤(3)中反应物在马弗炉中的煅烧时间为5h。


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【专利技术属性】
技术研发人员：傅晓文，王加宁，张强，季蕾，李天元，李琪，郭书海，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37