一种聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法技术

公开了一种聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法。该方法包括：将煤矸石通过使用碱熔

【技术实现步骤摘要】
一种聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法


[0001]本申请涉及智能化制备领域，且更为具体地，涉及一种聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法。

技术介绍

[0002]煤矸石作为煤炭开采过程中的伴生废弃物，其长期堆放的环境与健康风险日益凸显，现已成为矿山最主要的污染源之一。合成沸石是解决煤矸石污染问题和提高煤矸石附加值的一种环保、高效的利用新途径。沸石分子筛具有良好的离子交换性能和较大的比表面积，适合用于水体中重金属离子的去除。但大量研究表明，沸石类吸附剂在处理复杂废水时往往效果一般，其主要原因在于复杂废水中含有大量的干扰离子(如Ca2+、Mg2+、Na+、K+、CO32
‑
、SO42
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等)，从而极大地限制了其大规模应用。所以，如何提高煤矸石基沸石对重金属的吸附性能(如吸附容量、吸附选择性和吸附速率)，成为高效去除废水中重金属的关键问题。
[0003]目前，将仿生聚多巴胺用于改性无机或有机基底材料可赋予基底材料新的表面性质，并提高材料的吸附性能。然而，在使用多巴胺对煤矸石基沸石进行修饰的过程中，多巴胺的自聚合反应速率和涂层厚度受到多种因素的影响，传统的人工经验控制方式并不能够满足实际的应用需求。
[0004]因此，期望一种优化的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方案。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法。该方法包括：将煤矸石通过使用碱熔
‑
水热法制备得到煤矸石基沸石；将多巴胺在缓存溶液作用下通过自聚合反应形成聚多巴胺涂层以作为修饰剂；使用所述修饰剂对所述煤矸石基沸石进行表面有机修饰以得到聚多巴胺修饰煤矸石基沸石。通过这样的方式，得到聚多巴胺修饰煤矸石基沸石。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法，其包括：
[0007]将煤矸石通过使用碱熔
‑
水热法制备得到煤矸石基沸石；
[0008]将多巴胺在缓存溶液作用下通过自聚合反应形成聚多巴胺涂层以作为修饰剂；
[0009]使用所述修饰剂对所述煤矸石基沸石进行表面有机修饰以得到聚多巴胺修饰煤矸石基沸石。
[0010]在上述的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法中，还包括参数控制步骤：用于对所述自聚合反应的当前时间点的反应温度值进行控制；
[0011]其中，所述参数控制步骤，包括：
[0012]获取预定时间段内多个预定时间点的反应液的PH值和反应温度值；
[0013]将所述多个预定时间点的反应液的PH值和反应温度值分别按照时间维度排列为
PH值时序输入向量和反应温度时序输入向量；
[0014]将所述PH值时序输入向量和反应温度时序输入向量分别通过包含第一卷积层、第二卷积层和第三卷积层的多尺度特征提取模块以得到多尺度PH值时序特征向量和多尺度反应温度时序特征向量；
[0015]对所述PH值时序输入向量和所述反应温度时序输入向量进行关联编码以得到PH值
‑
温度关联矩阵；
[0016]将所述PH值
‑
温度关联矩阵通过作为特征提取器的卷积神经网络模型以得到PH值
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温度关联特征矩阵；
[0017]以所述多尺度反应温度时序特征向量作为查询特征向量，计算其与所述PH值
‑
温度关联特征矩阵之间的矩阵乘积以得到分类特征向量；
[0018]对所述分类特征向量进行特征分布优化以得到优化后分类特征向量；以及
[0019]将所述优化后分类特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示当前时间点的反应温度值应增大或应减小。
[0020]在上述的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法中，将所述PH值时序输入向量和反应温度时序输入向量分别通过包含第一卷积层、第二卷积层和第三卷积层的多尺度特征提取模块以得到多尺度PH值时序特征向量和多尺度反应温度时序特征向量，包括：
[0021]将所述PH值时序输入向量通过所述多尺度特征提取模块的第一卷积层以得到第一尺度PH值特征向量，其中，所述第一卷积层具有第一尺度的一维卷积核；
[0022]将所述PH值时序输入向量通过所述多尺度特征提取模块的第二卷积层以得到第二尺度PH值特征向量，其中，所述第二卷积层具有第二尺度的一维卷积核；
[0023]将所述PH值时序输入向量通过所述多尺度特征提取模块的第三卷积层以得到第三尺度PH值特征向量，其中，所述第三卷积层具有第三尺度的一维卷积核，所述第一尺度、所述第二尺寸和所述第三尺度均不相同；以及
[0024]将所述第一尺度PH值特征向量、所述第二尺度PH值特征向量和所述第三尺度PH值特征向量进行级联以得到所述多尺度PH值时序特征向量。
[0025]在上述的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法中，对所述PH值时序输入向量和所述反应温度时序输入向量进行关联编码以得到PH值
‑
温度关联矩阵，包括：
[0026]以如下编码公式对所述PH值时序输入向量和所述反应温度时序输入向量进行关联编码以得到PH值
‑
温度关联矩阵；
[0027]其中，所述编码公式为：
[0028][0029]其中，V
a
表示所述PH值时序输入向量，表示所述PH值时序输入向量的转置向量，V
c
表示所述反应温度时序输入向量，M表示所述PH值
‑
温度关联矩阵，表示矩阵相乘。
[0030]在上述的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法中，将所述PH值
‑
温度关联矩阵通过作为特征提取器的卷积神经网络模型以得到PH值
‑
温度关联特征矩阵，包括：所述作为特征提取器的卷积神经网络模型的各层在层的正向传递中分别进行：
[0031]对输入数据进行卷积处理以得到卷积特征图；
[0032]对所述卷积特征图进行沿通道维度的池化处理以得到池化特征图；以及
[0033]对所述池化特征图进行非线性激活以得到激活特征图；
[0034]其中，所述作为特征提取器的卷积神经网络模型的最后一层的输出为所述PH值
‑
温度关联特征矩阵，所述作为特征提取器的卷积神经网络模型的第一层的输入为所述PH值
‑
温度关联矩阵。
[0035]在上述的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法中，以所述多尺度反应温度时序特征向量作为查询特征向量，计算其与所述PH值
‑
温度关联特征矩阵之间的矩阵乘积以得到分类特征向量，包括：
[0036]以如下乘积公式计算所述多尺度反应温度时序特征向量与所述PH值
‑
温度关联特征矩阵之间的矩阵乘积以得到分类特征向量；
[0037]其中，所述乘积公式为：
[0038][0039]其中，M1表示所述PH值
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法，其特征在于，包括：将煤矸石通过使用碱熔
‑
水热法制备得到煤矸石基沸石；将多巴胺在缓存溶液作用下通过自聚合反应形成聚多巴胺涂层以作为修饰剂；使用所述修饰剂对所述煤矸石基沸石进行表面有机修饰以得到聚多巴胺修饰煤矸石基沸石。2.根据权利要求1所述的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法，其特征在于，还包括参数控制步骤：用于对所述自聚合反应的当前时间点的反应温度值进行控制；其中，所述参数控制步骤，包括：获取预定时间段内多个预定时间点的反应液的PH值和反应温度值；将所述多个预定时间点的反应液的PH值和反应温度值分别按照时间维度排列为PH值时序输入向量和反应温度时序输入向量；将所述PH值时序输入向量和反应温度时序输入向量分别通过包含第一卷积层、第二卷积层和第三卷积层的多尺度特征提取模块以得到多尺度PH值时序特征向量和多尺度反应温度时序特征向量；对所述PH值时序输入向量和所述反应温度时序输入向量进行关联编码以得到PH值
‑
温度关联矩阵；将所述PH值
‑
温度关联矩阵通过作为特征提取器的卷积神经网络模型以得到PH值
‑
温度关联特征矩阵；以所述多尺度反应温度时序特征向量作为查询特征向量，计算其与所述PH值
‑
温度关联特征矩阵之间的矩阵乘积以得到分类特征向量；对所述分类特征向量进行特征分布优化以得到优化后分类特征向量；以及将所述优化后分类特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示当前时间点的反应温度值应增大或应减小。3.根据权利要求2所述的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法，其特征在于，将所述PH值时序输入向量和反应温度时序输入向量分别通过包含第一卷积层、第二卷积层和第三卷积层的多尺度特征提取模块以得到多尺度PH值时序特征向量和多尺度反应温度时序特征向量，包括：将所述PH值时序输入向量通过所述多尺度特征提取模块的第一卷积层以得到第一尺度PH值特征向量，其中，所述第一卷积层具有第一尺度的一维卷积核；将所述PH值时序输入向量通过所述多尺度特征提取模块的第二卷积层以得到第二尺度PH值特征向量，其中，所述第二卷积层具有第二尺度的一维卷积核；将所述PH值时序输入向量通过所述多尺度特征提取模块的第三卷积层以得到第三尺度PH值特征向量，其中，所述第三卷积层具有第三尺度的一维卷积核，所述第一尺度、所述第二尺寸和所述第三尺度均不相同；以及将所述第一尺度PH值特征向量、所述第二尺度PH值特征向量和所述第三尺度PH值特征向量进行级联以得到所述多尺度PH值时序特征向量。4.根据权利要求3所述的聚多巴胺修饰煤矸石基沸石的制备方法，其特征在于，对所述PH值时序输入向量和所述反应温度时序输入向量进行关联编码以得到PH值
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温度关联矩阵，包括：
以如下编码公式对所述PH值时序输入向量和所述反应温度时序输入向量进行关联编码以得到PH值
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈孝杨，周育智，胡广青，龙林丽，王文硕，牛经纬，孙晶玉，华红梅，张健，
申请(专利权)人：安徽省煤田地质局勘查研究院，
类型：发明
国别省市：