一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂、制备方法及其应用，涉及吸附剂及其制备技术领域。其制备方法包括:首先，将一定量的粉煤灰和稻壳灰放置在球磨机中，加入助磨剂，对其进行研磨；向研磨所得粉末中加入碳酸钠，在一定温度下进行烧结，得熟料；然后向熟料中加入酸进行高温高压酸浸，使金属氧化物杂质析出；将混合物取出冷却，并抽滤洗涤至中性，取滤渣进行油浴碱浸，抽滤得到硅酸钠溶液；最后，将硅酸钠溶液的pH调节为9～10，静置凝胶化，室温老化并进行溶剂交换；在一定温度下进行常压干燥，即得。本发明专利技术制备得到的吸附剂具有更大的比表面积和孔隙率，可高效率的去除水中的染料亚甲基蓝和室内甲醛。亚甲基蓝和室内甲醛。亚甲基蓝和室内甲醛。

【技术实现步骤摘要】
一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及吸附剂及其制备
，具体涉及一种应用于染料污水和含甲醛空气中来吸附亚甲基蓝和甲醛的吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]环境污染日趋严重，以水中的染料污染以及室内空气的甲醛污染较突出。其中，亚甲基蓝广泛应用于染料和纺织印染工业中，其色度高、难降解，如不及时处理含亚甲基蓝的废水，则对环境造成严重的污染，并可能通过食物链直接或间接影响人们的身体健康。而装修材料中含有由甲醛制备的各种树脂胶粘剂，它们性质不稳定，在使用过程中会分解而出现游离甲醛。由于甲醛气体毒性大、易挥发，常导致较严重的室内空气甲醛污染问题，最终对人类健康会造成巨大的危害。
[0003]对于处理废水亚甲基蓝和室内污染气体甲醛的方法较多，有化学氧化法、电化学法、光催化降解法、臭氧处理法和吸附法等。其中吸附法具有吸附快、效率高、耗能低的特点而被广泛地应用。对于吸附这两种污染物，应用较多的吸附剂有分子筛、硅藻土、陶瓷等。
[0004]现有技术相关的研究报道主要有：
[0005]CN111215028A公开了一种氧化石墨烯NaA分子筛复合材料的合成方法，其制备方法包括：步骤一：通过改进Hummer法制备出化石墨烯，加入去离子水，超声分散，得到氧化石墨烯分散液；步骤二：取一定量的NaA分子筛，放入稀盐酸溶液中浸泡；步骤三：将制备出的氧化石墨烯分散液加入到分子筛悬浮液中，并加热不停搅拌；步骤四：将上述充分反应的悬浮液，离心洗涤，并放入烘箱中烘干；步骤五：将步骤四得到的固体材料，放入马福驴中煅烧，得到氧化石墨烯NaA分子筛复合材料。
[0006]CN103693758B公开了一种处理亚甲基蓝染料废水的方法，其制备方法包括：先将硅藻土与钙质原料、碱激发剂、水混匀，压制成型后放入高压水热反应釜中，100～200℃反应1～48h，得到含C
‑
S
‑
H、托勃莫来石、方沸石的硅藻土基多孔吸附剂；然后将其放入盛有液体培养基的锥形瓶，加入5％～20％质量百分比的酵母粉，调节pH为5～8，在速度60rpm～120rpm的往复摇床上，以15～35℃的恒温条件培养2h～48h即得到负载酵母的硅藻土基吸附剂；最后在每升浓度为100～1000mg/L的亚甲基蓝染料废水中加入负载酵母的多孔吸附剂1～10g，在pH＝4～10，速度为60rpm～120rpm的往复摇床上，在25～45℃处理1h～48h。
[0007]上述现有技术中分子筛吸附剂及硅藻土吸附剂在吸附污水中亚甲基蓝方面取得了一定的进步，但上述吸附剂，还存在粒度与孔径不均匀、吸附容量不大等问题。
[0008]由此可见，现有技术还有待于进一步改进。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的之一在于提供一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂的制备方法，其以一定比例的稻壳灰和粉煤灰作为原料硅源，依次经过球磨煅烧活化、高温高压酸浸、油浴碱浸和凝胶化等步骤，制备得到的吸附剂具有更大的比表面积和孔隙率，可高效率的去除水中的
染料亚甲基蓝和室内甲醛。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0011]一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂的制备方法，依次包括以下步骤：
[0012]a、将一定量的粉煤灰和稻壳灰放置在球磨机中，加入助磨剂，对其进行研磨，球磨机的转速≥500转/分；
[0013]b、向步骤a研磨所得粉末中加入碳酸钠，在温度为500～700℃进行烧结，得熟料；
[0014]c、向所述的熟料中加入酸进行高温高压酸浸，使金属氧化物杂质析出；
[0015]d、将步骤c所得混合物取出冷却，并抽滤洗涤至中性，取滤渣进行油浴碱浸，抽滤得到硅酸钠溶液；
[0016]e、将步骤d所得硅酸钠溶液的pH调节为9～10，静置凝胶化，室温老化并进行溶剂交换；
[0017]f、设定温度为100～160℃进行常压干燥，即得。
[0018]上述技术方案中，加入的助磨剂为三乙醇胺或滑石粉。
[0019]上述技术方案中，向熟料中加入的酸是指强酸，如盐酸、硫酸、硝酸等，本专利技术优选为盐酸。
[0020]上述技术方案中，油浴碱浸中，碱为强碱，如氢氧化钾、氢氧化钠等，本专利技术优选为氢氧化钠。
[0021]作为本专利技术的一个优选方案，步骤a中，所述的粉煤灰和稻壳灰的质量比为1:1～3，研磨时间为1～3h。
[0022]作为本专利技术的另一个优选方案，步骤b中，碳酸钠的加入量为粉煤灰质量的3倍。
[0023]进一步优选，步骤c中，待所述的熟料冷却后，将其转移到高压反应釜中，向高压反应釜中加入酸，设定温度为150～200℃，压力为3MPa，加热4～9h进行高温高压酸浸。
[0024]进一步的，步骤e中，通过加入盐酸将步骤d所得硅酸钠溶液的pH调节为9～10，静置时间为20～30h。
[0025]进一步的，步骤e中，室温老化后，采用去离子水浸泡冲洗，然后将硅湿凝胶浸入乙醇10～15h，通过正己烷浸泡10～15h，再浸入甲基三甲氧基硅烷、乙醇和正己烷的混合溶液中，表面修饰20～25h，在40～60℃下浸入正己烷20～25h。
[0026]进一步的，在烘箱中干燥5～7h，助磨剂优选为三乙醇胺。
[0027]本专利技术的另一目的在于提供上述的制备方法制备得到的稻壳灰/粉煤灰基吸附剂。
[0028]通过上述方法制备得到的稻壳灰/粉煤灰基吸附剂对亚甲基蓝的吸附效率在300min时可达80％以上，在室温下对室内甲醛的吸附效率达到100％持续11h以上。
[0029]本专利技术的再一目的在于提供上述的稻壳灰/粉煤灰基吸附剂在吸附水中亚甲基蓝和室内甲醛中的应用。
[0030]进一步的，上述的应用中，在吸附室内甲醛时，将稻壳灰/粉煤灰基吸附剂填装在反应管中，通过向该反应管的入口通入甲醛气体，在反应管的出口通过线路连接分光光度计，通过所述的分光光度计来测量反应管出口甲醛的浓度。
[0031]与现有技术相比，本专利技术带来了以下有益技术效果：
[0032](1)将一定量的粉煤灰和稻壳灰放置在球磨机中，加入助磨剂，对其进行研磨，并
且球磨机的转速≥500转/分，这样处理的目的在于，加入三乙醇胺后，当球磨机的转速≥500转/分时，可使得原料颗粒体积减小，比表面积增大，对粉末具有分散和解聚作用，利于后续活化步骤中碳酸钠对粉煤灰的活化，并提高炭的去除率，提高所制备的硅气凝胶的纯度。
[0033](2)本专利技术利用高压反应釜对混合后的熟料进行高温高压酸浸处理，与现有技术中的油浴酸浸相比，能在短时间内将更多的金属氧化物杂质析出，提高熟料的硅含量，从而增强硅气凝胶的形态结构强度，使吸附剂具有更大的比表面积和孔隙率，提高吸附目标污染物的效率。
[0034](3)本专利技术在原料的选择上充分体现了废物的资源化利用，并且成本低廉，在制备方法上，其制备方法简单易操作。以稻壳灰和粉煤灰为复合原料制备吸附剂，相对于单一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：a、将一定量的粉煤灰和稻壳灰放置在球磨机中，加入助磨剂，对其进行研磨，球磨机的转速≥500转/分；b、向步骤a研磨所得粉末中加入碳酸钠，在温度为500～700℃进行烧结，得熟料；c、向所述的熟料中加入酸进行高温高压酸浸，使金属氧化物杂质析出；d、将步骤c所得混合物取出冷却，并抽滤洗涤至中性，取滤渣进行油浴碱浸，抽滤得到硅酸钠溶液；e、将步骤d所得硅酸钠溶液的pH调节为9～10，静置凝胶化，室温老化并进行溶剂交换；f、设定温度为100～160℃进行常压干燥，即得。2.根据权利要求1所述的一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述的粉煤灰和稻壳灰的质量比为1:1～3，研磨时间为1～3h。3.根据权利要求1所述的一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述的助磨剂为三乙醇胺、滑石粉。4.根据权利要求1所述的一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤b中，碳酸钠的加入量为粉煤灰质量的3倍。5.根据权利要求1所述的一种稻壳灰/粉煤灰基吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤c中，待所述的熟料冷却后，将其转移到高压反应釜中，向高压反应釜中加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文睿，王永辉，梁鹏，张亚青，焦甜甜，孔彪，郝美鲁，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：