【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤矸石资源化利用和废水处理，具体为一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法。
技术介绍
1、目前，对于矿山废水中重金属的去除方法主要有化学沉淀法、蒸发浓缩法、膜分离法、生物法、吸附法等。吸附法由于具有原料来源广泛、操作简单、设备要求低等优点而受到广泛关注。但是采用吸附法处理废水存在材料消耗大、处理成本高等缺点，如果可以在矿区内选择合适的固体废弃物作为原料合成吸附材料，可有效降低矿区环境修复成本，实现矿区固废的二次利用。
2、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。据不完全统计，我国煤矸石的年均排放量高达1.5亿t，历年累积堆存量约45亿t，占地15000km2左右。考虑到煤矸石主要成分是sio2和al2o3，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。bu等以煤矸石为原料，采用碱熔-水热法合成了nay型沸石，并考察了其对水中pb(ii)的吸附性能。结果表明，nay型沸石的最佳合成条件是na2o/sio2的摩尔比为2.0，h2o/na2o的摩尔比为30，晶化时间为10-12h，晶化温度为80℃。lu等利用煤矸石合成的nax沸石去除水中cu2+和co2+，在ph为4.0，温度为27℃时最大吸附量分别为44.53mg/g和45.05mg/g。
3、但是研究过程发现沸石类吸附剂在处理复杂废水时往往达不到较好的去除效果，因此对沸石类吸附剂进行功能化修饰是必不可少的。多酚类化合物由于其独特的化学性
4、因此，该专利技术专利申请以煤矸石为原料合成沸石，再用单宁酸修饰以后，得到了一种多酚类化合物修饰煤矸石基沸石。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法。
2、本专利技术采用的技术方案如下：一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物修饰煤矸石基沸石吸附材料，所述的单宁酸改性煤矸石基沸石重金属吸附材料具有丰富酚羟基官能团的沸石材料，是煤矸石先经过碱熔-水热法获得煤矸石基沸石，再通过浸渍法在其表面修饰多酚官能团，得到单宁酸改性煤矸石基沸石。
3、在一优选的实施方式中，一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物修饰煤矸石基沸石的制备过程包括s1碱熔-水热法制备煤矸石基沸石和s2浸渍法对煤矸石基沸石进行表面修饰，具体制备过程包括如下步骤：
4、a.将煤矸石样品置于球磨机以500rpm的速度球磨2h，过100目筛，获得球磨煤矸石粉末。
5、b.以氢氧化钠为活化剂，将其与球磨煤矸石按1：1.2的质量比混合并置于坩埚中研磨，随后置于马弗炉中在500℃条件下焙烧3h，冷却至室温，研磨，得到灰白色固体(碱熔融煤矸石)。
6、c.将步骤b得到的碱熔融煤矸石加入到80ml的3mol/l氢氧化钠溶液中混合搅拌12h，然后转移至100ml的高温反应釜中，在105℃下高温反应2h，反应结束后将产物用去离子水洗涤数次，合成出煤矸石基沸石。
7、d.将步骤c得到的煤矸石基沸石加入到100ml含0.05g单宁酸水溶液，磁力搅拌2h，随后用去离子水和无水乙醇交替洗涤数次，在50℃下干燥24h，即可得到单宁酸改性煤矸石基沸石。
8、在一优选的实施方式中，所述多酚类化合物修饰煤矸石基沸石吸附材料在含重金属废水处理中的应用，包括以下步骤：
9、(1)将所述多酚类化合物修饰煤矸石基沸石吸附材料置于含有重金属离子的溶液，吸附时间15～1440min；所述重金属离子浓度为20～300mg/l，重金属离子溶液ph＝2～7；
10、(2)考察溶液ph对多酚类化合物修饰煤矸石基沸石吸附性能的影响，将所述吸附材料加入50mg/l的cd(ⅱ)离子溶液，30℃温度下振荡4h；所述吸附材料用量为0.01g，cd(ⅱ)离子溶液ph值为2～7。
11、(3)考察吸附时间对多酚类化合物修饰煤矸石基沸石吸附性能的影响，将所述吸附材料加入50mg/l的cd(ⅱ)离子溶液，30℃温度下振荡时间为15～1440min；所述吸附材料用量为0.01g，cd(ⅱ)离子溶液ph值为7。
12、(4)考察初始浓度对多酚类化合物修饰煤矸石基沸石吸附性能的影响，将所述吸附材料加入cd(ⅱ)离子溶液，30℃温度下振荡时间为4h；所述吸附材料用量为0.01g，cd(ⅱ)离子溶液ph值为7，cd(ⅱ)离子溶液浓度为20～300mg/l。
13、在一优选的实施方式中，煤矸石基沸石采用碱熔-水热法制备。
14、在一优选的实施方式中，单宁酸改性煤矸石基沸石采用浸渍法制备。
15、在一优选的实施方式中，多酚类化合物修饰煤矸石基沸石的元素组成包括o、c、na、si、al，c元素的出现，表明单宁酸涂覆于煤矸石基沸石表面。
16、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，所述的单宁酸改性煤矸石基沸石，具有介孔结构，其介孔结构的平均孔径为10.28nm，比表面积为62.31m2/g，孔容为0.1028cm3/g。
17、在一优选的实施方式中，所述的单宁酸改性煤矸石基沸石，存在邻苯二酚和邻苯三酚等基团，表明单宁酸对煤矸石基沸石改性成功。
18、在一优选的实施方式中，所述的单宁酸改性煤矸石基沸石对重金属cd(ⅱ)的去除机理包括离子交换和表面络合。
19、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
20、1、本专利技术中，利用多酚类化合物单宁酸对煤矸石基沸石进行修饰，形成有机-无机杂化材料，提高了煤矸石基沸石表面有机官能团密度，降低了其生物毒性，能够实现高效去除重金属废水中的重金属，如cd(ⅱ)金属离子，制备方法简单、成本低廉，同时能实现煤矸石高值化利用和“以废治废”的效果。本专利技术方法.
21、2、本专利技术中，以大宗固废煤矸石为原料，其是一种煤炭开产与生产过程中产生的固体废弃物，年产量较大，来源广泛，适合用于设计与制备价格低廉、环境友好的吸附材料并用于吸附重金属，实现煤矸石的高值化利用。
22、3、本专利技术中，采用单宁酸对煤矸石基沸石进行表面修饰，使得所合成的吸附材料具有改性方法简单、环境友好和生物兼容等特点，因而其在重金属吸附领域有较好的成本优势和应用前景，可广泛地应用于环境重金属修复领域，特别适用于吸附去除水体中重金属离子。
23、3、本专利技术中，单宁酸改性煤矸石基沸石重金属吸附材料的制备过程中将煤矸石转化为沸石，其目的是形成沸石结构，增大煤矸石的比表面积和孔体积，增加离子交换位点，从而极大地提高对水中重金属离子的吸附容量。
24、4、本专利技术中，单宁酸改性煤矸石基沸石本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，煤矸石基沸石采用碱熔-水热法制备。
3.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，单宁酸改性煤矸石基沸石采用浸渍法制备。
4.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，多酚类化合物修饰煤矸石基沸石的元素组成包括O、C、Na、Si、Al，C元素的出现，表明单宁酸涂覆于煤矸石基沸石表面。
5.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述的单宁酸改性煤矸石基沸石，具有介孔结构，其介孔结构的平均孔径为10.28nm，比表面积为62.31m2/g，孔容为0.1028cm3/g。
6.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中
7.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述的单宁酸改性煤矸石基沸石对重金属Cd(Ⅱ)的去除机理包括离子交换和表面络合。
8.一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的应用，其特征在于：所述应用方法包括以单宁酸改性煤矸石基沸石为吸附材料，用于对水体中的重金属Cd(Ⅱ)进行去除。
...【技术特征摘要】
1.一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，煤矸石基沸石采用碱熔-水热法制备。
3.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，单宁酸改性煤矸石基沸石采用浸渍法制备。
4.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，多酚类化合物修饰煤矸石基沸石的元素组成包括o、c、na、si、al，c元素的出现，表明单宁酸涂覆于煤矸石基沸石表面。
5.如权利要求1所述的一种用于去除水体重金属离子的多酚类化合物的制备方法，其特征在于：所述步...
【专利技术属性】
技术研发人员：周育智，陈孝杨，龙林丽，王文硕，叶迎泽，孙晶玉，胡翩，陈敏，牛经纬，蒋志洋，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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