[发明专利]利用凝灰岩制备羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂的方法

说明书

本发明公开羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂的方法，将凝灰岩敲碎、研磨过筛得凝灰岩粉末；称取氢氧化铝和凝灰岩粉末混合研磨得铝活化凝灰岩粉末；称取石膏和氧化钙混合得钙剂粉末；称取磷酸钠与氢氧化钠混合得磷基碱激发剂；称取磷基碱激发剂、钙剂粉末、铝活化凝灰岩粉末，混合得到混合粉末，向混合粉末中加入水，搅拌均匀水浴后陈化烘干研磨过筛得羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂。本发明还公开该吸附剂及其应用。本发明制备的吸附剂可吸附多种重金属污染物，且吸附容量更大，在水环境中稳定性更强，适用pH为1~13的水体环境且吸附试验后质量损失小，而且该吸附剂在用碱液处理后可多次重复使用后其吸附剂性能远远高于其他吸附剂。

技术领域

本发明涉及非金属矿资源化利用研发领域，尤其涉及利用凝灰岩制备羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂的方法。

背景技术

目前，重金属水污染导致的环境问题引起了广泛关注。重金属不仅可直接危害人类健康而且还可会对周边生态环境造成不可逆的影响。当前有多种治理技术可用于对重金属污染废液的治理。在这些方法中吸附法因操作简单、见效快、可推广性强等特点应用最为广泛。

地质聚合物是一种无机聚合材料，也被认为是一类新型绿色凝胶材料。含硅铝质原料在碱激发剂的作用下，经过解聚、缩聚过程可形成一种由硅氧四面体和铝氧四面体构成的三维网络状地质聚合物材料。近年来，因具有三维网络状结构，地质聚合物被当作吸附剂用于水体中重金属和有机污染物的去除。然而，地质聚合物主要具有介孔结构特征，孔径分布较为单一，表面活性位点较少。同时，地质聚合物是通过碱激发方式制备的凝胶材料，耐酸性较差且离子交换量较小。因此当前应用地质聚合物去除废液中重金属污染物存在吸附容量小、适用水体pH范围窄、回收率低、可循环性差等问题。

因此，综合而言，研发一种重金属吸附容量大、pH适用范围宽、材料回收率高、可循环性好的功能化地质聚合物材料是解决上述问题的关键。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了利用凝灰岩制备羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂的方法。

本发明还要解决的技术问题是提供了羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂。

本发明最后要解决的技术问题是提供了羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：本发明提供了利用凝灰岩制备羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂的方法，包括以下步骤：

1)将凝灰岩敲碎、研磨，过200～400目筛，得凝灰岩粉末；

2)称取氢氧化铝和凝灰岩粉末，混合，300～1200rmp转速条件下研磨2～6小时，得铝活化凝灰岩粉末；

3)分别称取石膏和氧化钙，混合，得钙剂粉末；

4)分别称取磷酸钠与氢氧化钠，混合，得磷基碱激发剂；

5)分别称取磷基碱激发剂、钙剂粉末、铝活化凝灰岩粉末，混合得到混合粉末，向混合粉末中加入水，搅拌均匀，60～100℃条件下水浴6～12小时，然后接着陈化12～36小时，烘干，研磨，过200～400目筛，得利用凝灰岩制备的羟基磷灰岩功能化地质聚合物吸附剂。

其中，所述步骤2)氢氧化铝和凝灰岩粉末质量比1～2∶10。

其中，所述步骤3)石膏和氧化钙质量比0.5～1.5∶1。

其中，所述步骤4)磷酸钠与氢氧化钠质量比0.2～0.4∶1。

其中，所述步骤5)的磷基碱激发剂、钙剂粉末、铝活化凝灰岩粉末质量比5～10∶10～20∶100。

其中，所述混合粉末与水液固比0.6～1.2∶1mL/mg。

本发明内容还包括所述的制备方法制备得到的功能化地质聚合物吸附剂。