[发明专利]一种硅藻土负载碳纳米管吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅藻土负载碳纳米管吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)对原始硅藻土进行预处理；(2)取硅藻土加入催化剂溶液中，搅拌、抽滤，干燥，得到固体粉末；(3)固体粉末在氮气气氛下升温至400～480℃，通入氮气和氢气的混合气体，保温1～2h，然后升温至500‑800℃，通入混有氮气、氢气和碳源气体的混合气体，保温15～90min后，关闭氢气和碳源气体，氮气气氛下冷却至室温；(4)将黑色固体粉末退火处理，冷却后进行酸化处理，洗涤后烘干，研磨过筛。本发明还公开了上述制备方法得到的硅藻土负载碳纳米管吸附剂。本发明的吸附剂具有高吸附性能，在吸附废水中有机污染物方面有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及吸附材料，特别涉及一种硅藻土负载碳纳米管吸附剂及其制备方法。

背景技术

酚类化合物广泛用于制造酚醛树脂高分子材料、离子交换树脂、合成纤维、染料、药物、爆炸物等。由于酚类物质的用途广泛，难降解，酚类化合物易溶于水，含酚废水具有致癌、致突变、可导致细胞蛋白变性和沉淀的特点，毒性较高，且少量酚类有机物在水体中存在就会对人体和水生生物造成巨大危害，因此，许多酚类被认为是剧毒污染物，含酚废水是十分常见的有害工业废水之一。目前，含酚废水的处理方法主要有吸附法、萃取法、光催化氧化法、生物法等处理方法。其中，由于吸附法具有设备简单、能耗低、工艺流程短等特点，受到广泛青睐。

吸附法通常是利用具有大比表面积和孔体积的高效吸附剂对污染物进行吸附、浓缩，并进一步将其去除或回收。硅藻土作为一种多孔材料，表面结构独特，吸附性能良好，具备孔容量大、物理化学稳定性好等优势，资源丰富，价格便宜，已经作为吸附剂应用于各种工业废水处理过程中。硅藻土作为一种多孔材料，表面结构独特，吸附性能良好，具备孔容量大、物理化学稳定性好等优势，资源丰富，价格便宜，已经作为吸附剂应用于各种工业废水处理过程中。由于硅藻土表面含有丰富的表面羟基，能够与酚类有机物的酚羟基形成大量的氢键作用力，从而提升其对大多数酚类有机物的吸附，对含酚废水的处理具有先天的优势。但是硅藻土存在孔径过大、吸附效率不高等缺点，同时硅藻土亲水性较强，在吸附酚类有机物时，其吸附位往往为水分子所占据，致使有机污染物的吸附量较低，降低了使用效果。

碳纳米管拥有较大的比表面积，对有机物的吸附能力很强。碳纳米管对有机物的吸附作用力主要包括：范德华作用(如疏水作用、静电作用等)、氢键作用和π-π作用。但碳纳米管之间有很强的范德华力作用，加之其又具有很高的长径比和较大的比表面积，使其非常容易形成团聚体，单独采用碳纳米管作为吸附剂，成本也较高，这就限制了碳纳米管良好性能的发挥。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种硅藻土负载碳纳米管吸附剂的制备方法，制备得到的硅藻土负载碳纳米管吸附剂具有比表面积大和热稳定性好的优点，碳纳米管在硅藻土表面分散均匀、对酚类有机物具有较高的吸附能力。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的硅藻土负载碳纳米管吸附剂。

本发明的再一目的在于提供上述硅藻土负载碳纳米管吸附剂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种硅藻土负载碳纳米管吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)对原始硅藻土进行预处理，去除原始硅藻土材料孔道和表面的杂质；

(2)取步骤(1)处理后的硅藻土加入催化剂溶液中，在60～80℃下搅拌2～4小时，然后进行抽滤，干燥，得到固体粉末；所述催化剂溶液为Ni(NO₃)₂、Fe(NO₃)₃和Co(NO₃)₂中的一种或两种；