[发明专利]一种多孔碳负载方沸石复合材料的制备方法

说明书

本发明提供一种多孔碳负载方沸石复合材料的制备方法，包括如下步骤：将硅源、氢氧化钠溶液和煤系固废物混合后进行水热反应，即得多孔碳负载方沸石复合材料。本发明利用水热法直接将煤系固废物中的铝硅酸盐组分转化为方沸石，同时煤系固废物中的碳组分会负载在方沸石表面，进而提高了复合材料的吸附性能。并且，通过控制水热反应的压力和时间，无需经过煅烧和酸浸等过程即可实现煤系固废物的回收利用。实施例的结果显示，采用本发明的制备方法，水热反应的时间仅需1～8h，即可得到多孔碳负载方沸石复合材料。

技术领域

本发明涉及工业固废资源化处理技术领域，具体为一种多孔碳负载方沸石复合材料的制备方法。

背景技术

我国是产煤大国，煤炭作为电力生产的基本燃料，随着电力工业的迅速发展，煤炭的开采量和使用量也随之增加，因而在采煤和洗煤过程中产生的，以及燃烧排放的固体废弃物也逐年增加。而大量未能合理利用的固废物不仅造成了严重的土地资源浪费，破坏生态环境，而且污染空气。因此，寻找煤系固废物的进一步利用途径是研究者亟待解决的问题。

方沸石稳定性较强，虽然其孔径只有2.6A，但是对重金属离子如Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Fe²⁺等吸附效果明显，可用于处理工业废水。虽然现有技术中公开了采用水热法制备方沸石，如专利CN106745027A公开了一种粉煤灰合成方沸石的方法，将粉煤灰磨碎后在550～850℃下煅烧，之后浸泡于盐酸溶液中，再进行水热反应，其中水热反应时间为10-24h。但是上述专利在采用水热法制备方沸石时，反应时间长，且需经过焙烧、酸浸等过程才可得到方沸石。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应时间短，且无需经过焙烧、酸浸等过程的多孔碳负载方沸石复合材料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种多孔碳负载方沸石复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将硅源、氢氧化钠溶液和煤系固废物混合，水热反应得到多孔碳负载方沸石复合材料；

所述水热反应的压力为0.5～2.0MPa，水热反应的时间为1～8小时。

优选地，所述硅源包括硅灰或硅酸钠溶液。

优选地，所述煤系固废物按质量百分比计，包括如下组分：SiO₂:45～60％，Al₂O₃:25～35％，Fe₂O₃:0～10％，CaO:0～5％，K₂O:0～5％，TiO₂:0～2％，烧失量8～30％，其他1～3％。

优选地，所述氢氧化钠溶液以Na₂O计，与煤系固废物中的Al₂O₃的物质的量之比为(0.75～1):1，所述氢氧化钠溶液与煤系固废物的质量比为(8～12):1。

优选地，所述硅源以SiO₂计，与煤系固废物中的Al₂O₃的物质的量之比为(3.5～4.5):1。

优选地，所述煤系固废物的粒度为100～200目。

优选地，所述水热反应后还包括将所述水热反应的产物进行过滤、洗涤和干燥。

优选地，所述洗涤为：用水洗涤水热反应产物至洗液的pH＝7～8。

优选地，所述干燥的温度为60～100℃，干燥的时间为6～12小时。