一种泡沫地质聚合物吸附材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及固废资源化利用技术领域，具体公开一种泡沫地质聚合物吸附材料及其制备方法和应用。所述泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法包括以下工艺步骤：a、按质量配比将粉煤灰、高炉矿渣和活性炭混合，得到混合干料，加入激发剂中搅拌，得到拌和浆料；b、向拌和浆料中加入双氧水和十二烷基硫酸钠溶液，搅拌混合，加入模具中密封养护，得到初始模块；c、将初始模块浸入改性剂中进行超声浸渍，取出烘干，得到泡沫地质聚合物吸附材料。本发明专利技术提供的泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法可以得到高度通孔并具有良好疏水性能的泡沫地质聚合物，该泡沫地质聚合物兼具重金属和油污等多种污染物的高效吸附作用，在水污染治理领域具有极高的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫地质聚合物吸附材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及固废资源化利用
，尤其涉及一种泡沫地质聚合物吸附材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]地质聚合物是一类以硅铝质固体废弃物为主要原料，通过化学碱激发的方式获得的胶凝材料。由于地质聚合物具有机械强度高、耐腐蚀、低碳环保等诸多优点，其被广泛认为是一种可替代或部分替代水泥的绿色胶凝材料。通过物理发泡或化学发泡的方式，可在地质聚合物体系中引入气泡制得具有多孔结构的泡沫地质聚合物。由于泡沫地质聚合物疏松多孔，其被广泛用于轻质隔墙材料、保温隔热材料和隔音降噪材料等建筑功能材料的研究和应用中。然而，泡沫地质聚合物在水环境中的应用却没有得到有效开展，主要原因为：1)地质聚合物体系是过碱性的，含有大量游离碱，导致其不耐水，遇水易造成碱流失和风化泛碱现象；2)泡沫地质聚合物的孔结构难以调控，尤其是难以做到孔的连通性。因此，克服上述两个难题将对泡沫地质聚合物的水环境中的应用以及拓宽其应用领域具有重要意义。

技术实现思路

[0003]针对现有地质聚合物存在的上述问题，本专利技术提供一种泡沫地质聚合物吸附材料及其制备方法和应用，该泡沫地质聚合物吸附材料具有高度防水和吸附水体污染物的能力，并且具备大量高度联通的孔结构，对拓宽泡沫地质聚合物的应用领域和加快地质聚合物的规模化应用具有重要意义和应用价值。
[0004]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0005]一种泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
[0006]a、按质量配比将5
‑
6份粉煤灰、2
‑
3份高炉矿渣和2
‑
3份活性炭混合，得到混合干料；向所述混合干料中加入激发剂并搅拌均匀，得到拌和浆料；
[0007]b、向所述拌和浆料中加入双氧水和十二烷基硫酸钠溶液，搅拌混合，加入模具中密封养护，得到初始模块；
[0008]c、将所述初始模块浸入改性剂中进行超声浸渍，取出烘干，得到所述泡沫地质聚合物吸附材料；其中，所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷或壳聚糖溶液。
[0009]相对于现有技术，本专利技术提供的泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法以特定比例的粉煤灰、高炉矿渣和活性炭为主要原料，在激发剂、双氧水和十二烷基磺酸钠的共同作用下，经过养护后，可以得到高度通孔的泡沫地质聚合物样品(具备保温材料的特性)。随后将该泡沫地质聚合物样品置于改性剂聚甲基氢硅氧烷或壳聚糖溶液中，进行超声浸渍，可以在该泡沫地质聚合物样品表面均匀的附着上改性剂，该改性剂与泡沫地质聚合物样品结合，一方面可以使最终得到的泡沫地质聚合物吸附材料具备优良的疏水功能，提高泡沫地质聚合物吸附材料的耐水性，避免泡沫地质聚合物吸附材料体系中的碱流失，拓展泡沫地质聚合物吸附材料在水环境中的应用；另一方面，改性剂在泡沫地质聚合物样品表面形成
的接枝官能团，可以显著提高泡沫地质聚合物吸附材料的吸附作用，使泡沫地质聚合物吸附材料兼具重金属和油污等多种污染物的高效吸附作用，在环境治理领域具有极高的应用前景。
[0010]同时，本专利技术提供的泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法，原料来源广泛，成本极低，不需要特殊设备，可实现工业化批量生产的需要。
[0011]优选的，步骤a中，所述粉煤灰、高炉矿渣和活性炭的质量份数之和为10份。
[0012]上述优选的粉煤灰、高炉矿渣和活性炭的质量比例可以进一步提高得到的泡沫地质聚合物吸附材料的使用强度。
[0013]优选的，步骤a中，所述粉煤灰和所述高炉矿渣的粒径≤45μm；所述活性炭是将粒径为1mm
‑
2mm的活性炭颗粒在100℃
‑
120℃烘干10h
‑
15h得到。
[0014]上述优选的粉煤灰、高炉矿渣和活性炭的结合，可以进一步提高得到的泡沫地质聚合物吸附材料的机械强度以及孔容，进而提高材料的保温性能和对污染物的吸附容积。
[0015]优选的，步骤a中，所述激发剂的制备方法为：将碱溶液与钠水玻璃按照4
‑
6:1的质量比搅拌混合20min
‑
40min后，静置24h
‑
30h得到；所述碱溶液为3.5mol/L
‑
4.5mol/L的氢氧化钠溶液；所述钠水玻璃的模数为3.4
‑
3.6。
[0016]上述优选的激发剂的组合，可以进一步提高由上述混合干料制备地质聚合物的水化反应速度和制备的地质聚合物的早期强度。
[0017]优选的，步骤a中，所述混合干料与所述激发剂的质量比为5:3.5
‑
4.5。
[0018]优选的，步骤a中，所述搅拌的转速为100r/min
‑
120r/min、时间为1min
‑
3min。
[0019]优选的，步骤b中，所述双氧水的浓度为25wt％
‑
35wt％，每千克所述混合干料中所述双氧水的用量为20mL
‑
40mL。
[0020]优选的，步骤b中，所述十二烷基硫酸钠溶液的浓度为0.8wt％
‑
1.2wt％，每千克所述混合干料中所述十二烷基硫酸钠溶液的用量为20mL
‑
40mL。
[0021]上述发泡剂和稳泡剂的种类和用量的选择可以进一步保证制备得到的泡沫地质聚合物吸附材料的高度通孔的特性，进而保证泡沫地质聚合物吸附材料的高容量吸附污染物的特性。
[0022]优选的，步骤b中，所述搅拌的转速为140r/min
‑
160r/min、时间为20s
‑
40s。
[0023]优选的，步骤b中，所述养护的温度为115℃
‑
125℃、时间为10h
‑
15h。
[0024]优选的，步骤c中，所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.5％
‑
1％。
[0025]优选的，步骤c中，所述超声浸渍的时间为10min
‑
15min。
[0026]优选的，步骤c中，所述烘干的温度为115℃
‑
125℃。
[0027]本专利技术还提供了利用上述泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法制备得到的泡沫地质聚合物吸附材料。
[0028]本专利技术还提供了所述泡沫地质聚合物吸附材料在作为废水处理领域用吸附材料中的应用。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例1中的泡沫地质聚合物吸附材料的外观及疏水性能测试照片；
[0030]图2是本专利技术实施例1中的泡沫地质聚合物吸附材料的SEM图；
[0031]图3是本专利技术实施例1中的泡沫地质聚合物吸附材料的Pb
2+
吸附效果统计图；
[0032]图4是本专利技术实施例1中的泡沫地质聚合物吸附材料的油污吸附效果统计图。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：a、按质量配比将5
‑
6份粉煤灰、2
‑
3份高炉矿渣和2
‑
3份活性炭混合，得到混合干料；向所述混合干料中加入激发剂并搅拌均匀，得到拌和浆料；b、向所述拌和浆料中加入双氧水和十二烷基硫酸钠溶液，搅拌混合，加入模具中密封养护，得到初始模块；c、将所述初始模块浸入改性剂中进行超声浸渍，取出烘干，得到所述泡沫地质聚合物吸附材料；其中，所述改性剂为聚甲基氢硅氧烷或壳聚糖溶液。2.如权利要求1所述的泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述粉煤灰、高炉矿渣和活性炭的质量份数之和为10份；和/或步骤a中，所述粉煤灰和所述高炉矿渣的粒径≤45μm；所述活性炭是将粒径为1mm
‑
2mm的活性炭颗粒在100℃
‑
120℃烘干10h
‑
15h得到。3.如权利要求1所述的泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述激发剂的制备方法为：将碱溶液与钠水玻璃按照4
‑
6:1的质量比搅拌混合20min
‑
40min后，静置24h
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30h得到；所述碱溶液为3.5mol/L
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4.5mol/L的氢氧化钠溶液；所述钠水玻璃的模数为3.4
‑
3.6。4.如权利要求1所述的泡沫地质聚合物吸附材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述混合干料与所述激发剂的质量比为5:3.5
‑
4.5；和/或步骤a中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵宁宁，董志君，唐江松，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：