[发明专利]以废玻璃为原料的二氧化硅介孔材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了以废玻璃为原料的二氧化硅介孔材料及其制备方法和用途。该制备方法包括：利用碱对废玻璃进行碱熔处理获得硅酸盐；将硅酸盐与水混合并离心得到硅酸盐溶液；将包括共聚物P123的表面活性剂先与酸混合得到表面活性剂溶液，再与氯化胆碱‑尿素离子液体混合得到低温共熔混合液；将低温共熔混合液与硅酸盐溶液混合得到悬浊液；利用氨气或碱液将悬浊液的pH值调节至不小于7.9；对得到的反应液进行超声化反应得到固态产物；对固态产物进行煅烧处理得到介孔二氧化硅吸附剂载体。该方法以废玻璃为硅源，取消了老化步骤，能在如35℃的低温下将介孔材料合成周期缩短至几个小时，不仅工艺简单、成本低、环保，还易于操作和控制。

技术领域

本发明属于温室气体控制领域，具体而言，涉及以废玻璃为原料的二氧化硅介孔材料及其制备方法和用途。

背景技术

固体废料管理和温室气体控制仍然是21世纪的主要挑战。玻璃是最古老的人造材料之一，可以生产成许多产品，包括饮料和食品容器、平板玻璃、灯泡玻璃和阴极射线管等。废玻璃在固体废物总量中占了很大比例，这造成了资源的浪费和严重的环境问题(例如水和空气污染)。从理论上讲，废玻璃是100％可回收的，并且许多工作都集中在将其用作各种目的的原材料上，例如，在喷砂中，作为混合水泥中的火山灰添加剂，作为沥青或混凝土混合物中的粗骨料，作为用于清洁金属的玻璃粉末，以生产用于公路反射涂料中的玻璃颗粒或珠粒，以生产玻璃纤维和泡沫玻璃，以合成可持续的充气或多孔碱激活混凝土，作为用于点火火柴和燃烧弹药的分馏器，用于土壤稳定化和土方工程应用。全世界每年产生大量的废玻璃：美国约1138万吨，欧盟约90万吨，中国在2014年和2015年的玻璃容器玻璃和平板玻璃产量分别超过1700万吨和3600万吨，但回收率非常低，美国的回收率在2017年仅为27％，中国在2016年为10％，2017年为53.5％。大量的废玻璃仍被送往垃圾填埋场，每年大约有68.7万吨(60％)的废玻璃被送往美国和中国的垃圾填埋场，例如，大约75％的废玻璃容器被送到卫生垃圾填埋场和处理场。因此，从环境和经济的角度看，废玻璃的再利用/回收是解决固体废物管理问题、避免将其储存或运送到垃圾填埋场从而产生环境问题的关键点，同时也具有实质性经济效益。