【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用赤泥改性制备新型复合材料的方法及应用，属于固体废弃物资源化利用。
技术介绍
1、赤泥作为氧化铝生产过程中产生的大宗固体废物，根据氧化铝品质和生产工艺的不同，赤泥可分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥。赤泥中含有大量的fe2o3、al2o3和tio2等金属氧化物，具有成为有效处理水污染物材料的潜质。2022年，全国氧化铝产量增至8000多万吨，赤泥产生量10000多万吨，利用量为800多万吨，较2021年提高了近40％。据报道，到2025年新增大宗固废综合利用率应达到60％，而赤泥作为难处理的大宗固废之一，目前其综合利用率仅为7～8％，远低于其他大宗工业固废。大量的赤泥无法得到有效的回收利用，只能占用大面积的土地进行堆放，造成土地资源的浪费。如果赤泥综合利用率无法大幅提高，会对工业造成较大的影响，难以进行正常的生产。此外，未能妥善处理的赤泥可能会对土壤、水资源和大气环境造成严重的污染。因此，提高其综合利用率是解决赤泥大量堆积的关键。
2、印染废水是指印染行业在染色及印花等过程中产生的废水，其中含有大量的有机染料和其他有害物质，对环境和人体都会造成严重的危害。有机染料是一种有机化合物，含有大量的苯环、酚羟基和氨基等基团，具有较强的毒性和生物积累性，主要危害表现如下：首先，有机染料中含有大量的苯环化合物和酚羟基，这些物质具有较强的毒性和致癌性，会对环境和人体造成长期的危害。其次，有机染料在印染废水中的排放会导致水体的颜色变化、cod(化学需氧量)值升高等现象，影响水体透明度和水质，造成水环境的污染。
3、染料废水的处理方法包括物理法、化学法和生物法等。其中，生物法是目前较为有效和环保的处理方式，包括传统的活性污泥法、生物膜法及微生物燃烧等技术。近年来，生物法的研究重点逐渐转向微生物的筛选和改良，以提高处理效率和降低处理成本。此外，化学法也是染料废水处理的一种有效方法。化学法主要通过氧化和还原等化学反应分解染料分子，但是需要耗费大量的能源和化学品，且产生的废物也需要处理，因此成本较高。相对而言，物理法的操作较为简单，不需要使用复杂的设备和技术，还可根据具体情况选择不同的物理处理方法，例如过滤、沉淀和吸附等。但其处理效率较低，通常被用作其他处理方法的辅助手段。综上所述，染料废水的处理技术已经得到了较大的发展和应用，但仍存在效率不高与成本过高等问题。因此，需要不断开展研究和创新，以提高处理效率、降低处理成本以及减少对环境的影响，并实现染料废水的高效治理和资源化利用。
4、如专利cn106669751a公开了一种亚甲基蓝染料废水的处理方法，其中需要对赤泥进行酸碱改性，可能会产生二次污染物，不利于环境保护。专利文献cn113351173a公开了一种含腐植酸磁性吸附材料及其制备方法与应用，用赤泥或者污泥为原料提供铁源，制备的吸附材料磁特性优良、化学稳定性强和再生性能优异，但是制备过程繁琐，需要在三个不同的热环境下进行改性处理，所需能耗较高。因此，开发了水热碳-腐植酸赤泥复合材料的制备方法和应用，不仅方法简单，且不使用一些氧化剂或有机溶剂，不对环境造成二次污染。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种赤泥联合蔗糖腐植酸制备新型复合材料及吸附处理含印染废水亚甲基蓝(mb)的方法，采用水热合成的方式，利用赤泥中丰富的金属氧化物与蔗糖形成的水热碳材料以及腐植酸进行掺杂，然后进行活化，增强活性位点，达到净化印染废水亚甲基蓝的作用。
2、同时为缓解赤泥利用率低的问题，本专利技术以赤泥为原料，添加蔗糖和腐植酸，通过简单的水热碳化和活化，制备的新型吸附剂具有更好的吸附性质，不仅可以很好地去除印染废水亚甲基蓝，还可以减少赤泥对环境的污染，降低环境治理成本，实现赤泥的资源化利用。
3、一种赤泥联合蔗糖腐植酸制备新型复合材料，具体制备步骤如下：
4、(1)将赤泥在烘箱中烘干至恒重，将干燥后的赤泥研磨并过100目筛，得到赤泥粉末备用。
5、(2)将步骤(1)的赤泥粉末进行焙烧活化，得到磁性赤泥。
6、(3)将步骤(2)的磁性赤泥与蔗糖、腐植酸混合并加入去离子水(此处去离子水作为溶剂用量无特殊要求，只需使磁性赤泥、蔗糖、腐植酸充分混合均匀即可)，经超声分散后置于恒温式磁力搅拌器中室温。
7、(4)将步骤(3)中的混合物放于反应釜中进行水热反应，待反应结束后自然冷却，获得反应溶液；将所述反应溶液进行过滤、洗涤、干燥、研磨后，获得水热碳-腐植酸赤泥复合材料。
8、优选的，步骤(1)中所述赤泥烘干温度为100～110℃。
9、优选的，步骤(2)中焙烧活化是在n2气氛下，以5℃/min的升温速率升温至400-600℃焙烧2h。
10、优选的，步骤(3)中所述赤泥、腐植酸与蔗糖的质量比为1:0.1～1:1～2。
11、优选的，步骤(3)中的超声分散时间均为10～30min，搅拌时间为1～2h。
12、优选的，步骤(3)中磁力搅拌的转速为300-500rpm。
13、优选的，步骤(4)中所述水热反应为，140-220℃反应8～16h。
14、优选的，步骤(4)所述干燥均为于60～100℃干燥12h；步骤(4)中的所述洗涤均为使用去离子水进行洗涤直至洗涤液澄清。
15、本专利技术制备得到的水热碳-腐植酸赤泥复合材料能吸附印染污水中亚甲基蓝，包括以下步骤：在含有亚甲基蓝的污水中加入水热碳-腐植酸赤泥复合材料，加入量为0.1g/l～0.5g/l，吸附时间为10h～12h。
16、本专利技术的有益效果
17、(1)本专利技术利用赤泥负载蔗糖、腐植酸碳材料吸附处理印染废水的亚甲基蓝，相比于单独利用赤泥或蔗糖形成的水热碳吸附材料具有更好的孔隙结构和选择性，可以提高亚甲基蓝废水的去除率，为赤泥资源化利用提供了一种新的方法。
18、(2)本专利技术制备方法工艺简单、材料具有磁性，方便回收利用，制备过程不产生有毒有害副产物，可进行大规模生产，符合环境保护的要求。
19、(3)本专利技术添加腐植酸后，促使了水热碳的形成，使得蔗糖腐植酸更好地对赤泥进行改性，负载于赤泥上，增强了材料的表面积和活性位点，进一步提高吸附效果。
20、(4)本专利技术利用“以废治废”的方法，不仅提高了赤泥利用率，还降低了工艺成本，减少了对环境造成的污染。
21、(5)在本专利技术中加入可再生碳前驱体蔗糖，提供了更丰富的碳源，使其提高吸附效果，具有环保、低成本、易生产等显著性能。
22、(6)本专利技术制备过程只需在两个热环境下处理，过程较为简单，节省能耗，且没有影响水热碳-腐植酸赤泥复合材料对亚甲基蓝的吸附效果。
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1.一种利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述赤泥烘干温度为100～110℃。
3.根据权利要求1所述利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(2)中焙烧活化是在N2气氛下，以5℃/min的升温速率升温至400-600℃焙烧2h。
4.根据权利要求1所述的利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)中所述赤泥、蔗糖与腐植酸的质量比为1:0.5:0.1～1:2:1。
5.根据权利要求1所述利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)中的超声分散时间均为10～30min，搅拌时间为1～2h。
6.根据权利要求1所述的利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)中磁力搅拌的转速为300-500rpm。
7.根据权利要求1所述的利用赤泥改性制备新型复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述水热反应为，140-220℃反应8～16h。
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9.权利要求1制备得到的赤泥改性制备新型复合材料在吸附印染污水中亚甲基蓝中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述赤泥烘干温度为100～110℃。
3.根据权利要求1所述利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(2)中焙烧活化是在n2气氛下，以5℃/min的升温速率升温至400-600℃焙烧2h。
4.根据权利要求1所述的利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)中所述赤泥、蔗糖与腐植酸的质量比为1:0.5:0.1～1:2:1。
5.根据权利要求1所述利用赤泥改性制备新型复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)中...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽伟，方威，李彬，张晋，周越，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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