一种CPAM改性SiO制造技术

本发明专利技术属于环保技术领域，具体涉及一种CPAM改性SiO

【技术实现步骤摘要】
一种CPAM改性SiO2/CaSiO3材料的制备方法及应用
本专利技术属于环保
，具体涉及一种CPAM改性SiO2/CaSiO3材料的制备方法及应用。
技术介绍
微塑料的概念是在2004年被国外学者首次提出，具体定义是指直径5毫米的塑料碎片和颗粒。微塑料存在污染范围广、潜在环境污染大的问题，在环境中具有极大的危害。第一便是微塑料对于环境中的其它污染物的吸附；由于它具有更高的比表面积，所以具有极其的吸附能力，而现有环境中已广泛分布的持久性有机污染物和微塑料的疏水性使它们更容易聚集。第二是微塑料对于生物的危害；微塑料与低营养级海洋生物如浮游生物，具有类似的大小和密度，因此微塑料易被海洋生物误食。在低端食物链生物吃掉后，微塑料及其吸附的有机污染物不能被消化掉，会向生物链的上次富集，最终进入人体。微塑料作为新兴的一种污染物，现有的污水处理中并无专门针对该物质的处理，因此即使是在处理要求更严格的重金属离子污水处理后，它的留存量仍在10％-25％；在要求更低的处理流程中，留存量更高，可达60％以上。
技术实现思路
为了解决微塑料在污水处理中去除率不高的问题，本专利技术提供了阳离子聚丙烯酰胺改性二氧化硅/硅酸钙材料的制备方法及应用，能够有效去除水体中的微塑料。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种CPAM改性SiO2/CaSiO3材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将一定量的四水硝酸钙加入去离子水中搅拌60-90min使其完全溶解，然后在45-55℃的水浴下加入一定比例的脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和F127组成的混合物A缓慢搅拌2-3h形成凝胶。然后在60-65℃的水浴下向凝胶中滴入适量九水偏硅酸钠溶液继续搅拌3-5h，再把产物在常温下陈化24-36h后用去离子水洗涤并在无水乙醇中放置18-24h，随后把产物在40-50℃的真空干燥箱中干燥12-15h，干燥后研磨得到硅酸钙粉末。步骤二：将一定量的硅酸钙粉末、正硅酸四乙酯和十六烷基三甲基溴化铵加入100ml无水乙醇-去离子水溶液中常温搅拌30-40min，然后往溶液中加入适量氨水并在40-50℃的水浴下搅拌2-3h。随后将溶液离心获得溶胶，让溶胶在室温下陈化36-48h；陈化后将产物在80-90℃的烘箱中干燥，然后将干燥后产物研磨并在680-700℃的马弗炉中煅烧3-4h，获得SiO2/CaSiO3粉末。步骤三：将SiO2/CaSiO3粉末用无水乙醇和去离子水离心洗涤后置于50ml一定浓度的阳离子聚丙烯酰胺水溶液中在50-55℃的水浴中搅拌6-8h获得CPAM改性SiO2/CaSiO3材料。所述步骤一中四水硝酸钙的物质的量是0.07mol-0.1mol；四水硝酸钙和九水偏硅酸钠的物质的量之比为1:1-1:1.2；四水硝酸钙和混合物A的质量比为15:1-20:1；混合物A中脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和F127的质量比为(2.5-3):4:(1.1-1.8)。所述步骤二中加入氨水的体积为2-4ml；硅酸钙粉末和正硅酸乙酯的摩尔比为3.2:1-5.75:1，正硅酸乙酯和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为80:1-120:1，无水乙醇和去离子水的体积比为30:1-40:1。所述步骤三中阳离子聚丙烯酰胺水溶液的浓度为0.8wt％，阳离子聚丙烯酰胺的分子量为1200万。优选地，所述步骤一中四水硝酸钙溶于去离子水后浓度为0.2-0.33g/ml；九水偏硅酸钠溶液的浓度为0.5g/ml。本专利技术还提供一种CPAM改性SiO2/CaSiO3材料在去除水中微塑料的应用，在每10L待处理污水中加入1g所述CPAM改性SiO2/CaSiO3材料，搅拌1-2h后静置6-8h，再用滤网过滤污水即可去除污水中的微塑料。有益效果：本专利技术提供的一种CPAM改性SiO2/CaSiO3材料的制备方法及应用，有效改善现有技术中微塑料在污水处理中残留率高的问题，本专利技术通过SiO2/CaSiO3的制备，使复合材料的孔洞增多，比表面积增多，有效提高了其吸附能力；同时还通过二氧化硅在硅酸钙表面的合成，使复合材料具备优秀的疏水性能，这一方面使材料在污水中更易分散均匀，另一方面提高了复合材料对于同具疏水性的微塑料的吸引力。对SiO2/CaSiO3的阳离子聚丙烯酰胺改性使得材料表面接枝上具有多种官能团的CPAM，这让复合材料对不同的微塑料如PP、PE等都极具去除能力。附图说明图1为本专利技术实施例1产物的扫描电子显微镜图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1步骤一：将16.52g四水硝酸钙溶于82.6ml去离子水中搅拌60min，然后在45℃的水浴下加入0.36g脂肪醇聚氧乙烯醚、0.58g十二烷基硫酸钠和0.16g的F127组成的混合物A缓慢搅拌3h形成凝胶。然后在60℃的水浴下向凝胶中滴入47.6ml浓度为0.5g/ml的九水偏硅酸钠溶液继续搅拌5h，再把产物在常温下陈化36h后用去离子水洗涤并在无水乙醇中放置24h，随后把产物在48℃的真空干燥箱中干燥15h，干燥后研磨得到硅酸钙粉末。步骤二：将8.1g硅酸钙粉末、4.9ml正硅酸四乙酯和0.037g十六烷基三甲基溴化铵加入96.8ml无水乙醇和3.2ml去离子水的混合溶液中常温搅拌30min，然后往溶液中加入4ml氨水并在50℃的水浴下搅拌2h。随后将溶液离心获得溶胶，让溶胶在室温下陈化36h；陈化后将产物在90℃的烘箱中干燥，然后将干燥后产物研磨并在680℃的马弗炉中煅烧4h，获得SiO2/CaSiO3粉末。步骤三：将SiO2/CaSiO3粉末用无水乙醇和去离子水离心洗涤后置于50ml浓度为0.8wt％的阳离子聚丙烯酰胺水溶液中在55℃的水浴中搅拌6h获得CPAM改性SiO2/CaSiO3材料。CPAM改性SiO2/CaSiO3的微塑料处理应用：从废水处理厂取10L待处理污水，然后加入1g所述CPAM改性SiO2/CaSiO3材料，在搅拌池中搅拌2h后静置6h后，用滤网过滤污水。实施例2步骤一：将23.6g四水硝酸钙溶于71.5ml去离子水中搅拌60-90min，然后在55℃的水浴下加入0.4g脂肪醇聚氧乙烯醚、0.54g十二烷基硫酸钠和0.24g的F127组成的混合物A缓慢搅拌2h形成凝胶。然后在65℃的水浴下向凝胶中滴入56.6ml浓度为0.5g/ml的九水偏硅酸钠溶液继续搅拌3h，再把产物在常温下陈化24h后用去离子水洗涤并在无水乙醇中放置18h，随后把产物在43℃的真空干燥箱中干燥12h，干燥后研磨得到硅酸钙粉末。步骤二：将11.6g硅酸钙粉末、3.9ml正硅酸四乙酯和0.045g十六烷基三甲基溴化铵加入97.6ml无水乙醇和2.4ml去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CPAM改性SiO

【技术特征摘要】
1.一种CPAM改性SiO2/CaSiO3材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将四水硝酸钙加入去离子水中，搅拌60-90min使其完全溶解，然后在45-55℃的水浴下加入一定比例的脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠和F127组成的混合物A缓慢搅拌2-3h形成凝胶；然后在60-65℃的水浴下向凝胶中滴入九水偏硅酸钠溶液继续搅拌3-5h，再把产物在常温下陈化24-36h后用去离子水洗涤并在无水乙醇中放置18-24h，随后把产物在40-50℃的真空干燥箱中干燥12-15h，干燥后研磨得到硅酸钙粉末；
步骤二：将硅酸钙粉末、正硅酸四乙酯和十六烷基三甲基溴化铵加入100ml无水乙醇-去离子水溶液中常温搅拌30-40min，然后往溶液中加入适量氨水并在40-50℃的水浴下搅拌2-3h；随后将溶液离心获得溶胶，让溶胶在室温下陈化36-48h；陈化后将产物在80-90℃的烘箱中干燥，然后将干燥后产物研磨并在680-700℃的马弗炉中煅烧3-4h，获得SiO2/CaSiO3粉末；
步骤三：将SiO2/CaSiO3粉末用无水乙醇和去离子水离心洗涤后置于50ml一定浓度的阳离子聚丙烯酰胺水溶液中在50-55℃的水浴中搅拌6-8h获得CPAM改性SiO2/CaSiO3材料；
所述步骤一中四水硝酸钙和九水偏硅酸钠的物质的量之比为1:1-1:1.2；四水硝酸钙和混合物A的...

【专利技术属性】
技术研发人员：温华辉，
申请(专利权)人：杭州肄康新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33