System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种改性硅藻土的制备方法及其应用技术_技高网
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一种改性硅藻土的制备方法及其应用技术

技术编号:41135407 阅读:5 留言:0更新日期:2024-04-30 18:06
本发明专利技术提供的一种改性硅藻土的制备方法及其应用,先按步骤制备出KH‑550煅烧‑氨化硅藻土,然后进行应用验证,包括制备多环芳烃模拟废水、测定多环芳烃模拟废水的多环芳烃含量、利用KH‑550煅烧‑氨化硅藻土去除多环芳烃、最后计算各多环芳烃脱除率,使改性后的硅藻土增强疏水性和吸附性能,通过KH‑550煅烧‑氨化硅藻土有更明显的吸附效果,对多环芳烃的去除研究有重要帮助;利用改性后的硅藻土对有机废水中多环芳烃的进行有效去除,实际运用于废水处理中更易操作,且成本较低,可大量运用在废水运营中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅藻土的改进,特别是一种改性硅藻土的制备方法及其应用


技术介绍

1、目前在对水中pahs的去除过程中,主要是采用微生物法、光催化技术、声化学及采用铁基材料。

2、微生物降解技术:微生物对低浓度或低环结构的pahs有很好的降解去除效果,但对高环数的pahs而言降解效果较差,只有少数几种真菌和放线菌能够降解高浓度的芳香族化合物,通过被细菌氧化而使得pahs的存在形态发生变化,但目前所获得的生物降解信息并不多。苏小梅等利用可存活的vbnc细菌在实验室条件下对水中的pahs有优异的去除性能,但在不受人工影响的自然条件下降解去除效果并不理想,主要原因是在自然水体中vbnc细菌的存活性受到限制。微生物在水中pahs的降解研究有大量研究,对于水中低浓度、体系环境简单、低环数的pahs具有良好的降解效果。但对高环数、体系环境复杂、浓度较高的pahs去除性能效果较差。主要原因在于复杂的体系环境中微生物自身的生长繁殖的稳定性受到限制,导致其在污染物去除效率方面存在天然不足。

3、光催化降解技术:光催化氧化法主要是在体系中添加相关氧化剂或具有催化性能的半导体材料(如tio2)等,利用紫外光照射反应体系,使氧化剂h2o2、o3等吸收紫外光能迅速分解产生·oh自由基,进而攻击水体中有机物的结构,最终破坏其原有结构和性质,使其降解去除。研究了在紫外线照射前吸附在二氧化钛表面的光催化降解pyt。结果表明:水的ph值和吡咯氧的比率对水的光氧化率没有影响,而表面覆盖范围和fe3+的增加对它的影响很大。虽然tio2-photocatalyzed处理技术在对有机污染物处理在受到广泛关注,但实际应用存在局限性:由于二氧化钛的低表面积、低污染物吸附力,快速重组photogeneratedelectrons-hole,最大吸收紫外线的地区,和分离的难度等缺点。因此,研究者采用复合半导体、贵金属加载、离子掺杂、纳米管的形成和敏化等方法来改性二氧化钛。改性后的去除机理包括氧化反应产生的·oh自由基,以此来攻击水体中的pahs,与其发生加合、取代反应等,使其发生降解,最终产物主要为co2、h2o及其他环境无害产物。但此类方法的成本很高,加之技术难度较大,难以规模化应用。

4、铁基技术:铁基材料主要包括纳米级零价铁、普通还原性零价铁粉、铁氧化物/羟基氧化物。作为廉价易得、环境友好型的铁基材料,但纳米铁颗粒易团聚,从而开发制备了负载型纳米级零价铁。由于纳米铁的易失活、成本昂贵、制备技术难度较大等方面的问题限制了其大规模应用的可能性。零价铁对污染物的去除方式主要分为氧化还原和表面吸附两种。其表面吸附技术主要是依靠分子间氢键、疏水键、相互作用力、范德华力及污染物本身的特性对其吸附富集,不会造成潜在的二次污染。近年来得到研究者广泛关注,李瑛等[3]将自制的zvi应用地下水中phe的去除取得了良好的效果。结果表明,将处理含phe废水的单一零价铁经酸溶出实验后,其吸附去除率为100%,并未发生降解。对fe0/ni、fe0/cu复合材料的降解去除机理探究结果得到phe发生了催化加氢反应,吸附富集占比较低。为使零价铁材料对水中pahs吸附富集的同时起到降解去除效果,有研究者采用零价铁材料结合氧化剂等复合体系在特定反应条件下对pahs进行氧化还原,以及近年来采用纳米铁基双金属材料的催化加氢等技术对水中pahs的降解去除。利用复合金属催化加氢技术主要是通过ni、cu、pd等贵金属与纳米级铁基材料协同催化加氢去除pahs,但该技术成本昂贵、技术要求高,无法大规模推广应用,还有二次污染的风险,相关研究报道表明,一些微米级、纳米级可吸入颗粒物,由于微界面大,能富集环境中对生态和人体有害的毒物,并随着水质迁移,由于其粒径非常小,导致此类纳米级物质很难回收,在使用过程中会造成次生危害,甚至比原有危害更大。

5、由于多环芳烃有变异性、致癌性、毒性、遗传毒性,随着其环数增加、化学结构变化、疏水性的增强,其耐受性、电化学稳定性、生物分解性和致癌性增大,同时,难以自然降解的多环芳烃会在水中不断地积累,造成更加严重的污染。因此,去除水体中的多环芳烃显得更为重要。在众多环境污染治理技术中,以硅藻土为代表的吸附剂具有很大的吸附潜力,因其具有粒径小、比表面积大、高渗透、高孔隙度、低热导度、化学惰性等独特性能受到广泛关注。然而一般的硅藻土原料对有机物的吸附性能有限,在没有动力学的加持下吸附效果几乎为零,需要通过改性来进一步将它的去除性能提高,去除水中的多环芳烃。制备处理多环芳烃类污水的吸附剂,目前国内外在提高硅藻土多环芳烃吸附性能的改性方法上的研究还不多,而且吸附效果大都还不理想,另一方面,硅藻土作为污水处理吸附剂方面的研究近年来刚刚起步,还未被广泛研究,因此,在硅藻土处理多环芳烃方面的应用、理论等的研究都还有待完善。

6、综上所述,在对水中pahs的去除过程中,无论是采用微生物法、光催化技术、声化学还是采用铁基材料,都存在一定的局限性。通过对成本、绿色环保、技术要求等方面的综合考量,采用廉价易得,且环境友好的硅藻土作为对水中pahs的富集吸附材料,(原理)对水中pahs的高效快速去除具有重要意义。

7、其中,吸附技术以其工艺简单、适应性强、稳定性好、耗能低和成本低等优点被认为是最适用的技术之一。zhenhuawu和lizhong zhu研究了同时合成有机膨润土作为预处理的一步法去除焦化废水中有机物的最佳条件。赵莹,石焱,赵鑫等以焦化废水中低环pahs为研究对象,木质活性炭和焦油活性炭为吸波介质,采用超声波萃取,考察了不同种类和质量的活性炭对废水中低环pahs和cod去除效率的影响。张泽,宋力敏等研究了粉煤灰配以一定量改性剂进行一系列的化学反应,得到吸附剂与高分子絮凝剂pam配合使用,能有效地降低焦化废水中多环芳烃含量。天然矿物作为一种低成本吸附剂,长期以来以分离和净化为目的进行研究。其中,硅藻土具有一定的潜在应用价值,因其具有高渗透性、高孔隙率、小粒径、大表面积、低热导率和化学惰性等独特性能。然而,天然硅藻土的吸附能力有限,在实际净水中没有得到广泛应用,因此考虑对其进行改性处理。本研究拟采用对硅藻土进行改性,以增强硅藻土的疏水性和吸附性能实现对有机废水中多环芳烃的去除。


技术实现思路

1、针对上述问题,本专利技术公开了一种改性硅藻土的制备方法及其应用。

2、具体的技术方案如下:

3、一种改性硅藻土的制备方法,包括以下步骤:

4、s1、称取一定量硅藻土放入坩埚中,在450℃马弗炉内煅烧4h,得到煅烧硅藻土;

5、s2、称取一定量煅烧硅藻土,加入无水乙醇至顶,密封浸泡1.5h,加入硅藻土2倍量的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(kh-550),得到2g/ml kh-550改性硅藻土;

6、s3、将步骤s2的混合物放入70℃的超声波振荡器超声30min,取出冷却至室温,用一级水洗涤数遍,烘干备用,得到kh-550煅烧-氨化硅藻土。

7、一种改性硅藻土的应用,包括以下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改性硅藻土的制备方法,其特征为,包括以下步骤:

2.一种改性硅藻土的应用,其特征为,包括以下步骤:

【技术特征摘要】

1.一种改性硅藻土的制备方法,其特征为,包括以下步骤:

【专利技术属性】
技术研发人员:陆美缘王心雨
申请(专利权)人:陆美缘
类型:发明
国别省市:

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