一种矸石基磁性多孔材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种矸石基磁性多孔材料的制备方法；以煤矸石为原料进行球磨，随后加入FeSO4·

【技术实现步骤摘要】
一种矸石基磁性多孔材料的制备方法


[0001]本专利技术属于磁性材料
，具体涉及一种矸石基磁性多孔材料的制备方法。

技术介绍

[0002]砷具有金属性和准金属性，但因其高毒性和无法自然降解而在环境科学中经常被认为是重金属。由于采矿、选矿、冶炼和含砷矿石的加工以及工业或农业生产和应用中的二次污染，该元素存在于环境中。砷矿开采导致大量砷污染。由于工业活动，有害物质处理或环境事故，还会增加相关的环境风险。砷主要以高毒性的无机砷酸盐(AsV)或亚砷酸盐(AsIII)的形式存在。AsV是磷酸盐的类似物，当干扰必需的磷酸盐所需的过程(例如ATP合成)时，可能具有毒性。砷(As)是一种剧毒的金属，对环境构成了高风险。As在土壤中的流动性很高，很容易渗入地下水。据2014年发布的全国土壤环境质量调查，2.7％的土壤样品被砷污染。与10年前相比，2016年砷表层土壤中砷的积累更加明显。与水或空气污染相比，土壤污染不被重视，且直到本世纪初才得到公众认知。土壤中砷有多种污染途径进入人体，对人体健康产生影响。饮食接触是主要途径之一，土壤中过量的砷可向上运输到农作物的可食用部分，食用该部分可使砷进入人体。
[0003]镉是农田土壤污染最常见的金属元素，也是一种剧毒金属，对食品安全乃至人类健康都构成了极大的威胁。不同的自然和人为因素是造成镉污染的主要原因，使得镉污染物最终在土壤中汇集，由于镉的微生物或化学损失极小，所以他能在土壤中长期存在，从而进入食物链。土壤是构成生态系统的基本环境要素，是人类生存和发展的重要物质基础。土壤中镉污染是一个普遍存在的环境问题，严重威胁着土壤资源的可持续利用和粮食的安全种植。因此，很有必要提供一种矸石基磁性多孔材料的制备方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，该复合材料不仅合成方法简单，有效微观形貌可控，而且可以有效吸附固定水土中的镉砷，来解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]本专利技术提供了一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0007](1)将煤矸石置于球磨仪中进行球磨活化处理，获得球磨煤矸石；
[0008](2)将所述球磨煤矸石与FeSO4·
7H2O溶液进行磁力搅拌处理，获得混合溶液；
[0009](3)将H2O2加入至所述混合溶液中，随后进行搅拌处理和过滤，取出，获得固体沉淀物；
[0010](4)将所述固体沉淀物进行洗涤处理和烘干处理，取出，获得铁基改性煤矸石；
[0011](5)所述铁基改性煤矸石与氧化钙粉末进行混合，待充分混合后进行高温热解处理和冷却处理，冷却至室温后研磨过0.10～0.20mm筛，得到矸石基磁性多孔材料。
[0012]进一步地，所述球磨煤矸石、所述FeSO4·
7H2O溶液和所述H2O2的质量比为1：10：1～2。
[0013]进一步地，步骤(1)中所述球磨活化处理的球磨转速为150～300rpm，时间为3～6小时。
[0014]进一步地，步骤(2)中所述FeSO4·
7H2O溶液的Fe
2+
浓度为0.05～0.20mol/L。
[0015]进一步地，步骤(2)中所述磁力搅拌处理的搅拌时间为1～3小时。
[0016]进一步地，步骤(3)中所述H2O2的质量百分比为30％，所述H2O2的加入速率为1～10ml/min。
[0017]进一步地，步骤(3)中所述搅拌处理的搅拌时间为12～24小时。
[0018]进一步地，步骤(4)中所述洗涤处理的洗涤剂为去离子水，所述烘干处理的温度为60℃。
[0019]进一步地，步骤(5)中所述氧化钙粉末的质量分数为1％～5％。
[0020]进一步地，步骤(5)中所述高温热解处理的条件为在500～800℃的马弗炉中解热2～3小时。
[0021]本专利技术提供了一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，该方法具有以下优点：
[0022]1、本专利技术制备的矸石基磁性多孔材料(MPCG)的形貌结构特征呈现出无规则的网状多孔结构，并且孔状结构表面光滑；
[0023]2、本专利技术制备的矸石基磁性多孔材料(MPCG)显著降低了水土中Cd和As的总量，显著降低了植株对Cd和As的吸收，使得植株中的Cd和As含量均低于食品安全国家标准食品中污染物限量。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一种矸石基磁性多孔材料的制备方法中实施例1
–
3制得矸石基磁性多孔材料的合成工艺图；
[0025]图2为本专利技术一种矸石基磁性多孔材料的制备方法中实施例1
–
3制得矸石基磁性多孔材料的电镜扫描图；
[0026]图3为本专利技术一种矸石基磁性多孔材料的制备方法中实施例1
–
3制得矸石基磁性多孔材料的磁滞回线；
[0027]图4为本专利技术一种矸石基磁性多孔材料的制备方法中实施例1
‑
3制得矸石基磁性多孔材料在水体中Cd和As的去除；
[0028]图5为本专利技术一种矸石基磁性多孔材料的制备方法的实施例1
‑
3制得矸石基磁性多孔材料在土壤Ca和As的去除；
[0029]图6为本专利技术一种矸石基磁性多孔材料的制备方法的实施例1
‑
2制得矸石基磁性多孔材料的不同处理对小白菜干重生物量的影响；
[0030]图7为本专利技术一种矸石基磁性多孔材料的制备方法的实施例1
‑
2制得矸石基磁性多孔材料的不同处理对小白菜地上部Cd和As含量的影响。
[0031]其中，MPCG
‑
1为实施例1制得矸石基磁性多孔材料、MPCG
‑
2为实施例2制得矸石基磁性多孔材料、MPCG
‑
3为实施例3制得矸石基磁性多孔材料、1％MPCG为添加1％实施例2制得矸石基磁性多孔材料、3％MPCG为添加3％实施例2制得矸石基磁性多孔材料、5％MPCG为添加5％实施例2制得矸石基磁性多孔材料、1％CG为添加1％煤矸石材料、3％CG为添加3％煤矸石材料。
具体实施方式
[0032]一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：
[0033]本专利技术提供了一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0034]步骤一：以煤矸石为原料，将煤矸石置于球磨仪中，以150～300rpm的速度球磨3～6小时进行活化得到球磨煤矸石；
[0035]步骤二：取20g球磨煤矸石置于500ml烧杯中与200ml的FeSO4·
7H2O溶液混合，用磁力搅拌器充分搅拌1～3小时，获得混合溶液；
[0036]步骤三：以1～10ml/min的速率将20ml质量分数为30％的H2O2加入至混合溶液中，随后进行搅拌12～24小时，最后将沉淀的固体过滤，取出，获得固体沉淀物；
[0037]步骤四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将煤矸石置于球磨仪中进行球磨活化处理，获得球磨煤矸石；(2)将所述球磨煤矸石与FeSO4·
7H2O溶液进行磁力搅拌处理，获得混合溶液；(3)将H2O2加入至所述混合溶液中，随后进行搅拌处理和过滤，取出，获得固体沉淀物；(4)将所述固体沉淀物进行洗涤处理和烘干处理，取出，获得铁基改性煤矸石；(5)所述铁基改性煤矸石与氧化钙粉末进行混合，待充分混合后进行高温热解处理和冷却处理，冷却至室温后研磨过0.10～0.20mm筛，得到矸石基磁性多孔材料。2.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：所述球磨煤矸石、所述FeSO4·
7H2O溶液和所述H2O2的质量比为1：10：1～2。3.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述球磨活化处理的球磨转速为150～300rpm，时间为3～6小时。4.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述FeS...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，陈孝杨，石建军，李丁，张迪，
申请(专利权)人：安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院芜湖格丰科技材料有限公司，
类型：发明
国别省市：