[发明专利]一种超高容量氧化镁吸附剂的制备方法

说明书

一种超高容量氧化镁吸附剂的制备方法，准确称取Mg(NO₃)₂·6H₂O和Na₂CO₃分别溶解于去离子水，然后称取硅酸钠溶于上述Na₂CO₃溶液，分别调节两种溶液的pH值；然后将Mg(NO₃)₂溶液加热并在剧烈搅拌下，将Na₂CO₃溶液迅速加入到Mg(NO₃)₂溶液中并继续搅拌数秒，接着静置陈化得白色沉淀经过滤、洗涤干燥后可制备出MgCO₃·xH₂O，将其放入马弗炉中进行焙烧，最终得到超高容量氧化镁吸附剂；该方法具有操作简便、原料易得、无需加入任何有机添加剂、所得产物性能好等特征。

技术领域

本发明属于无机化合物制备方法领域，特备涉及一种超高容量氧化镁吸附剂的制备方法。

技术背景

氧化镁由于独特的表面碱性、烧结性等特点，现今已在耐火材料、陶瓷、纺织、涂料、超导体、催化剂和吸附剂等诸多领域得到了广泛应用。基于氧化镁无毒、经济、环保等特点，近年来人们也将其用作污水中色素的吸附剂。通常，对色素吸附性能优越的氧化镁是通过调变氧化镁前驱体的合成工艺来实现。

现今，已有许多通过调变氧化镁前驱体的合成过程，制备出对色素具有独特吸附性能的氧化镁材料。Ai等通过Na₂C₂O₄和MgSO₄的共沉淀反应，然后通过高温焙烧的方式制备出比表面积为94m²g^-1的MgO，发现其对水溶液中刚果红的吸附容量可达到689.7mg g^-1(Nanoscale,2012,4,5401-5408)。Lian等在不加任何添加剂的条件下，经过Mg(CH₃COO)₂的水热过程合成出对甲基橙吸附容量为49–57mg g^-1的针状和花状MgO颗粒(Chem.Asian J.,2012,7,2650-2655)。Wu等通过MgCl₂、葡萄聚糖和(NH₄)₂CO₃的气相扩散法制备出了花球状MgO，发现该材料对橙黄G和甲基橙的吸附容量分别可达42.4mg g^-1和36.6mg g^-1(Phys.Chem.Chem.Phys.,2011,13,5047-5052)。为了进一步提升MgO材料对色素的吸附容量，Tian等人将CO₂通入MgO水溶液中经反应生成Mg(HCO₃)₂，然后在乙醇中陈化制备出多孔层状的MgO颗粒，研究表明该材料对水溶液中刚果红的吸附容量高达2409mg g^-1(ACSAppl.Mater.Interfaces 2013,5,12411-12418)。Liu等通过Mg(NO₃)₂和油酸钠在甲醇、己烷溶剂中的水热反应，制备出薄层状的MgO，该材料对水溶液中刚果红的吸附溶液可达2650mgg^-1(J.Mater.Res.,2015,30,1639-1647)。尽管如此，但是采用如上报道的简单制备方法如共沉淀法，所得MgO吸附性能较差，而吸附性能较好的MgO需采用繁琐的水热法进行制备或需加入金属有机试剂，不利于工业化大规模制备。

发明内容

为了克服上述色素吸附氧化镁的缺陷，本发明的目的在于提供一种超高容量氧化镁吸附剂的制备方法，以可溶性镁盐、碳酸盐和硅酸盐为原料，将其溶解放入反应釜中，在温度低于60℃的温度下反应，通过控制搅拌时间、反应温度、硅酸盐的加入量来控制前驱体的生成速率及形貌，所得前驱体经高温焙烧即可得到氧化镁产品；本发明的优点是氧化镁制备工艺简单、原料易得、无需加入任何有机试剂，制备出的氧化镁形貌可控、吸附色素容量高，可满足国内外污水处理领域色素去除的需求。