一种磁性多孔陶瓷吸附材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种磁性多孔陶瓷吸附材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将粉煤灰与辅料混合，再与凝胶剂以及溶剂搅拌混合后得到粉煤灰浆料；(2)步骤(1)得到的粉煤灰浆料注入模具中，静置成型并干燥得到多孔干坯；(3)将步骤(2)得到的多孔干坯烧结，得到多孔陶瓷基底；(4)在步骤(3)制备得到的所述多孔陶瓷基底上制备磁性纳米粒子，得到所述磁性多孔陶瓷吸附材料。所述制备方法制备得到的吸附材料具有多级孔结构和高比表面积，可用于废水中重金属离子的吸附处理，所述制备方法绿色环保，易于实施，生产工艺可控，可实现工业化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性多孔陶瓷吸附材料及其制备方法和应用
本专利技术属于污水处理材料领域，涉及一种吸附材料的制备方法，尤其涉及一种磁性多孔陶瓷吸附材料及其制备方法和应用。
技术介绍
粉煤灰是火力发电的副产物，在中国每年有大量粉煤灰产生，但再利用率远远低于发达国家。粉煤灰被露天堆放，在造成土地资源的浪费和管理费用的增加同时，重金属离子淋滤渗出导致地下水污染。美国环境保护局(EPA)认为再利用粉煤灰可以获得环境、经济和工业产品等收益。因此，对粉煤灰进行资源化再利用已成为一种新的研究趋势和发展方向。粉煤灰成分复杂，以二氧化硅和氧化铝为主，还含有其它金属氧化物和未燃尽的碳等。由于粒度、比表面积等因素，被广泛的用做吸附材料去除污染物，但是直接使用粉煤灰风险大，这是因为粉煤灰粒径小，容易发生水化反应而导致回收困难，还存在二次污染的风险。相比之下，利用粉煤灰制备得到多孔吸附材料，在具有粉煤灰本身特性的同时，获得更大的比表面积使其具有更优异的污染物吸附效果。如CN109569545A公开了一种粉煤灰制备铝硅多孔材料的方法，该方法通过粉煤灰进行酸处理\碱处理后或者浸滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性多孔陶瓷吸附材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n(1)将粉煤灰与辅料混合，再与凝胶剂以及溶剂搅拌混合后得到粉煤灰浆料；/n(2)步骤(1)得到的粉煤灰浆料注入模具中，静置成型并干燥得到多孔干坯；/n(3)将步骤(2)得到的多孔干坯烧结，得到多孔陶瓷基底；/n(4)在步骤(3)制备得到的所述多孔陶瓷基底上制备磁性纳米粒子，得到所述磁性多孔陶瓷吸附材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性多孔陶瓷吸附材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将粉煤灰与辅料混合，再与凝胶剂以及溶剂搅拌混合后得到粉煤灰浆料；
(2)步骤(1)得到的粉煤灰浆料注入模具中，静置成型并干燥得到多孔干坯；
(3)将步骤(2)得到的多孔干坯烧结，得到多孔陶瓷基底；
(4)在步骤(3)制备得到的所述多孔陶瓷基底上制备磁性纳米粒子，得到所述磁性多孔陶瓷吸附材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述辅料包括高岭土、分散剂以及石墨；
优选地，所述粉煤灰与高岭土、分散剂以及石墨的质量比为10:(2～3):(0.5～1):(1～1.5)；
优选地，所述分散剂包括柠檬酸铵。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述凝胶剂包括明胶、黄原胶、结冷胶等；
优选地，所述明胶为明胶水溶液，所述明胶水溶液的质量浓度为4～8wt％；
优选地，步骤(1)所述溶剂为水；
优选地，步骤(1)所述搅拌的温度为40～50℃，时间为20～30min；
优选地，步骤(1)所述粉煤灰浆料的固含量为50～60wt％。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述静置成型的温度为5～10℃；
优选地，步骤(2)所述成型后干燥的温度为20～30℃；
优选地，步骤(2)所述干燥的时间不低于24h。


5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述烧结包括一段烧结和二段烧结；
优选地，所述一段烧结的温度为500～600℃；
优选地，所述一段烧结的升温速率为5～8℃/min；
优选地，所述一段烧结的时间为1～2h；
优选地，所述二段烧结的温度为600～1250℃；
优选地，所述二段烧结的升温速率为5～6℃/min；
优选地，所述二段烧结的时间为1～2h。


6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述多孔陶瓷基底上制备磁性纳米粒子的方法包括：
在氮气气氛下溶解三价铁盐和二价铁盐，得到混合溶液，将所述多孔陶瓷基底浸入到所述混合溶液中，逐渐缓慢滴加氨水，待溶液变黑，搅拌后超声，加入柠檬酸溶液搅拌洗涤后得到所述磁性多孔陶瓷吸附材料。


7....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘开琪，张佳钰，孙广超，闫明伟，
申请(专利权)人：中科院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院，中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32