[发明专利]复合吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合吸附材料及其制备方法。包括5%‑50%煤粉灰、10%‑50%的活性炭和5%‑60%的纳米方沸石；其中粉煤灰与方沸石之间通过活性炭连成一体；复合吸附材料的比表面积为300‑1500m²/g，孔容为0.3‑1.5cm³/g，机械强度为5‑25N/mm。制备方法为通过将煤粉灰超细方沸石及水溶性酚醛数值混合、成型、高温固化而成。本发明的复合吸附材料可以广谱性地吸附废水中存在的各种有机污染物及重金属离子。

技术领域

本发明涉及水处理环保领域，具体涉及一种以煤粉灰、超细方沸石及活性炭质为主要原料的有机-无机矿物水处理净化材料及其制备方法。

背景技术

随着石油化工及相关产业的发展，有机废水已经成为主要的水体污染源之一。有机废水成分复杂，有机物含量大，且大多数是以苯、萘、蒽、醌等芳香基团为母体的形式存在，具有色度深、毒性强、难降解等特点，对水环境构成了日益严重的威胁。另外，随着工业的迅速发展及废水的不合理排放，水体中重金属的污染也越来越严重，重金属废水主要来自采矿、冶炼、电子、电镀、农药、颜料制造等行业，通常以一种或者两种重金属污染物为主，多种无机和有机污染物共存。重金属污染的毒性大、在环境中不易代谢、易生物富集、易通过食物链进入人体，严重危害人类健康。在某些特殊的水体中，还含有过量的F^-，也对人体健康造成威胁。

目前针对上述有机和重金属污染废水的处理方法较多，包括氧化法、光催化法、混凝法、膜分离法及吸附法等。以上处理方法中，各有利弊，其中的吸附法操作简单，使用较为广泛。

CN201310733073. 7提供了一种处理亚甲基蓝染料废水的方法，以硅藻土、等为原料制备吸附剂负载酵母处理染料有机废水。该方法中使用的莫来石、方沸石、硅藻土类吸附剂比表面积较低，对各种有机分子污染物吸能力有限。同时，所用到的酵母对无机金属离子不能起降解作用。CN201510688988.X提供一种改性核桃壳活性炭吸附剂及其制备方法，主要用于重金属离子的吸附脱除，对于有机类的污染物作用有限。

现有的吸附法处理工业污水采用的吸附材料普遍具有以下缺点：不同吸附材料的饱和吸附容量各异，且受制于吸附剂的孔隙结构和表面结构，单一性质的吸附材料很难实现广谱性地处理水体中种类繁多、性质各异的有机及无机污染物。因此，开发一种简单而且可以高效地协同处理有机及无机废水的吸附材料具有重要的意义。

发明内容

针对现有不足，本发明提供了一种复合吸附材料，可以广谱性地吸附废水中存在的各种有机污染物、重金属离子及其它有害离子。

本发明的复合吸附材料，以复合吸附材料重量为基准，包括5%-50%煤粉灰、10%-50%的活性炭和5%-60%的纳米方沸石；其中粉煤灰与方沸石之间通过活性炭连成一体；复合吸附材料的比表面积为300-1500m²/g，孔容为0.3-1.5cm³/g，机械强度为5-25N/mm。

本发明的复合吸附材料中，煤粉灰粒度为100目-1000目，优选为300目-800目；煤粉灰孔径为1 -200μm，优选为10 -100μm。

本发明的复合吸附材料中，纳米方沸石晶粒为近球状，直径为10-200nm，优选为20-100nm。

本发明的复合吸附材料的制备方法，包括如下内容：

(一) 纳米方沸石的制备

（1）将硅源、碱源、N-甲基吡咯烷和水混合均匀，密闭水热处理之后，物料冷却至室温，然后再将铝源加入到水热处理后的物料中，混合均匀；

（2）将步骤（1）的物料经老化、晶化、洗涤、干燥和焙烧，得到纳米方沸石。

步骤（1）所述的碱源为碱金属氢氧化物，优选为氢氧化钠。