[发明专利]一种提高焙烧硅藻土比表面积和吸附能力的方法

说明书

本发明涉及一种提高焙烧硅藻土比表面积和吸附能力的方法，该方法以焙烧硅藻土为主要原料以氢氧化钠等碱性物质为辅料，将其与氯化镁、丙三醇混合均匀，有氧蒸压后干燥、粉碎，实现了焙烧硅藻土比表面积和吸附能力的显著提升。本发明极大地提高了焙烧硅藻土在吸附剂、助滤剂等领域的使用前景，具有较好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及吸附材料及环境工程技术领域，具体涉及一种提高焙烧硅藻土比表面积和吸附能力的方法。

背景技术

硅藻土主要成分为二氧化硅(SiO₂)，其具有松散、质轻、多孔等特点，是一种天然纳米孔径无定形硅质材料。由于具有发达的微细孔洞、较高的比表面积和良好的化学稳定性，硅藻土在助滤剂、吸附剂、催化剂载体、功能填料等领域应用广泛。然而硅藻土原矿中微细颗粒较多、孔洞内杂质较多并且白度低，因此在使用之前需要对其进行焙烧或助熔焙烧处理，以达到改善孔洞开放状态、去除硅藻土中有机质杂质和提高白度的目的。高温焙烧会使硅藻表面羟基缩合脱水失去表面活性，致使以硅藻土为主要原料的硅藻材料在吸附、调湿、透气等方面的功能降低甚至丧失，大大限制了焙烧硅藻土在高端吸附剂、助滤剂等领域的发展和应用。

目前已有一些涉及硅藻泥的研究成果被公开，如“一种提高硅藻土比表面积的方法”(CN101549279A)、“一种多功能环保型硅藻泥壁材”(CN102276197A)、“一种硅藻土的沸石化制备多级孔道结构沸石材料的方法”(CN1346795A)等，这些成果的着眼点在于如何提高硅藻土的吸附性能，普遍存在方法复杂、对硅藻土骨架结构造成了较大的破坏、牺牲了硅藻土原有的某些性能等缺点。

本发明在添加材料较少、工艺较简单的前提下，开发了一种提高焙烧硅藻土比表面积和吸附能力的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高焙烧硅藻土比表面积和吸附能力的方法，具体包括以下步骤：

(a)将焙烧硅藻土与碱源混合均匀，得到焙烧硅藻土半成品粉料；

(b)将镁盐与醇溶剂混合均匀，再加入焙烧硅藻土半成品粉料，混合均匀后静置，然后进行蒸压处理，最后干燥并粉碎即可。

按照上述方案，所述焙烧硅藻土为经过焙烧或助熔焙烧处理的硅藻土粉末，其中二氧化硅的含量在80％以上。

按照上述方案，所述碱源具体为与水混合后呈碱性(pH大于7)的一类物质，可以是纯物质或者混合物，例如氢氧化钠、氧化钙、氢氧化钙中的一种或其中几种形成的混合物。所述碱源的粒径在30μm以下。

按照上述方案，所述镁盐为氯化镁，所述醇溶剂为丙三醇。

按照上述方案，静置时间为30-75min，蒸压处理的参数为：温度120-200℃，物料液固比3-8:1，时间6-24h，升温过程不排空气以便保证蒸压过程为有氧状态。

按照上述方案，干燥温度不超过200℃，干燥后粉碎成粒度不超过74μm的颗粒。

按照上述方案，焙烧硅藻土、碱源、镁盐、醇溶剂的质量份数比为80-95:2-15:1-5:1-3。

本发明以外来碱源为主要辅料，通过添加醇溶液、Mg²⁺结合有氧蒸压反应，在焙烧硅藻土表面生成稳定的沸石相并使部分硅羟基得到恢复，从而提高了硅藻土的比表面积和吸附能力。制得的焙烧硅藻土材料，与天然硅藻土产品相比具有白度高、无用杂质少、孔道通透等优点，与普通焙烧硅藻土产品相比又具有比表面积大、吸附性好等优点，大大拓展了硅藻泥产品的功能和应用范围。

本发明的有益效果表现在：选用杂质少、白度高、具有发达孔结构的焙烧硅藻土原料，通过蒸压处理在硅藻土壳体表面生成沸石相增强其吸附性，又利用丙三醇使焙烧硅藻土表面被破坏的硅羟基得到再生，在此过程中大大增加了材料的比表面积，最终弥补了焙烧硅藻土吸附能力差、比表面积低的缺陷。

附图说明