[发明专利]一种硅藻土吸附材料的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种硅藻土吸附材料的制备方法，特别涉及一种用于吸附处理水体中含有的亚甲基兰、Cr⁶⁺或Pb²⁺环境污染物的新型吸附材料的制备方法。

(二)背景技术

大量的亚甲基兰(MB)、Cr⁶⁺、Pb²⁺等工业污染物进入污水系统需要处理，虽然活性炭已被广泛用作水体中污染物的吸附剂，但活性炭不仅价格昂贵，而且生产过程中还要消耗大量的资源与能源，为实现低成本、高效率的废水净化，具有吸附特性的天然粘土矿物越来越引起了人们的关注。

硅藻土是天然形成的矿物质，其主要成分为SiO₂·nH₂O，并含有少量Fe₂O₃、CaO、MgO、Al₂O₃及有机杂质，由古代的硅藻及其他单细胞微小生物遗骸的沉积物的硅质部分组成。硅藻土内部有很多孔隙，孔隙度可达90％左右，原土的孔体积为0.4～0.9m²/g，经加工后比表面积达20～70m²/g，质轻而软，易研成粉末。因此，硅藻土具有很强的吸附能力，有良好的过滤性和化学稳定性。浙江省的硅藻土矿产资源十分丰富，目前主要用作助滤剂、催化剂及载体、吸附剂、研磨剂、涂料、摩擦材料、绝热材料、隔声材料、绝缘材料、塑料和橡胶及造纸填料等。目前硅藻土吸附材料的制备与提纯一般采用酸处理方法，存在环保上的问题。

本发明采用氢氧化钠等强碱溶液碱浸的方法改性硅藻土矿粉，有效提高了硅藻土矿粉的吸附性能，制备了一种极具市场应用前景的新型吸附材料。

(三)发明内容

为了提高硅藻土的吸附能力，本发明提供碱浸的方法制备一种新型硅藻土吸附材料，以实现资源的综合利用和低成本、高效率的废水净化。

为实现本发明，本发明采用的技术方案是：

一种硅藻土吸附材料的制备方法，所述的方法包括如下步骤：将硅藻土矿粉与0.1～10mol/L的强碱溶液混合，所述硅藻土矿粉与强碱溶液质量比为1∶2～10，在20～100℃下搅拌5分钟～50小时，抽滤，用水洗涤直至滤液呈中性，过滤滤饼烘干、粉碎至过200目筛，得到所述硅藻土吸附材料。本发明制得的硅藻土吸附材料是具有高吸附性能的改性硅藻土。

本发明所述的强碱溶液推荐为下列之一的水溶液：NaOH、KOH、LiOH或Ca(OH)₂。

本发明优选所述的原料硅藻土矿粉与强碱溶液质量比为1∶3～5。

进一步，本发明中反应温度控制在40～80℃，搅拌反应时间为1～20小时。更优选所述搅拌反应时间为2～10小时。

更进一步，所述的强碱溶液最优选为NaOH溶液。所述的强碱溶液浓度为1～5mol/L。

再进一步，本发明所述的原料硅藻土矿粉粒度为100～5000目。所述的滤饼优选在60～120℃条件下烘干。

具体的，本发明所述的制备方法包括如下步骤：取100～5000目的硅藻土矿粉为原料浸没于1～5mol/L的强碱溶液中，所述的硅藻土矿粉与强碱溶液的质量比为1∶3～5，在40～80℃下搅拌反应2～10h，抽滤，再用水洗涤直至滤液呈中性，过滤，将滤饼在60～120℃干燥5～24h，粉碎至过200目筛，得到新型硅藻土吸附材料，所述强碱溶液为下列之一的水溶液：NaOH、KOH、LiOH或Ca(OH)₂。最优选NaOH溶液。

本发明所述的硅藻土吸附材料可用于吸附处理水体中含有的亚甲基兰、Cr⁶⁺或Pb²⁺等环境污染物。本发明用氢氧化钠等强碱浸泡的目的是硅藻土中部分的硅藻质氧化硅被强碱溶蚀，造成表面部分缺陷，这些缺陷部位带有负电荷，表面被活化，能吸引带正电荷的离子，为吸附亚甲基蓝阳离子等提供了更为良好的条件。本发明采用碱浸的方法改性硅藻土矿粉，极大程度地提高了粉体的吸附性能，制备了一种低成本、高效率的新型硅藻土吸附材料。

本发明的有益效果主要体现在：(1)硅藻土是一种矿产资源相当丰富的粘土材料，开发以硅藻土为主要原料的天然矿物吸附材料可以实现矿产资源的综合利用，具有可持续发展的价值；(2)采用碱浸反应的粉体改性方法具有方法简单，效果明显的特点；(3)用本发明制备的新型硅藻土吸附材料吸附水体中含亚甲基兰(MB)、Cr⁶⁺或Pb²⁺等环境污染物效果明显，有利于实现低成本、高效率的废水净化。

(四)附图说明