[发明专利]一种煤矸石基C-A-S-H凝胶、制备方法及应用

权利要求书

1.一种煤矸石基C-A-S-H凝胶制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、对配方量的煤矸石粉末进行预处理，得到处理后煤矸石粉末；

步骤二、将配方量的硅酸钠、氢氧化钠和水混合制备得到碱性激发剂；

步骤三、将步骤一中制得的处理后煤矸石粉末加入碱性激发剂中，搅拌混合后得到混合溶液A，然后对混合溶液A进行水浴养护，并在水浴养护过程中对混合溶液A进行搅拌；

步骤四、对水浴养护后的混合溶液A进行高速离心处理，去除上清液，得到沉淀物B，然后将得到的沉积物B分散在去离子水中并进行超声处理得到悬浊液C；对得到的悬浊液C进行低速离心处理，去除煤矸石颗粒或杂质，得到悬浮液D；对悬浮液D进行陈化处理得到煤矸石基C-A-S-H凝胶。

2.如权利要求1所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶制备方法，其特征在于，步骤一所述的预处理包括将煤矸石破碎球磨得到粒度小于50目的煤矸石粉，然后对煤矸石粉末进行洗涤。

3.如权利要求1所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶制备方法，其特征在于，步骤三所述的混合溶液A按质量百分比计，包括以下组分：煤矸石粉末15.5～20.5％，硅酸钠10.3％～15.2％，氢氧化钠5.7～10.1％，水50.6～70.3％，各组分的质量百分比合计为100％。

4.如权利要求1所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤三中水浴养护温度50～60℃，水浴养护时间4～8小时，搅拌速率为200～300转/分钟。

5.如权利要求1所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶制备方法，其特征在于，所述步骤四中，高速离心处理的转速为5000～6000转/分钟，低速离心处理的转速为400～600转/分钟，超声处理时间为20～30分钟，陈化处理的时间为2～3小时，干燥温度为60～80℃。

6.如权利要求1所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶制备方法，其特征在于，步骤四制得的C-A-S-H凝胶包括无定型硅铝酸钠水化物，且C-A-S-H凝胶的颗粒尺寸为1～5μm，比表面积大于100m²/cm³。

7.如权利要求1所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

步骤一、对配方量的煤矸石粉末进行预处理，得到处理后煤矸石粉末；

步骤二、将配方量的硅酸钠、氢氧化钠和水混合制备得到碱性激发剂；

步骤三、将步骤一中制得的处理后煤矸石粉末加入碱性激发剂中，搅拌混合后得到混合溶液A，然后将混合溶液A在60℃下水浴养护6小时，并在水浴养护过程中以200转/分钟的搅拌速率对混合溶液A进行搅拌；

步骤四、对水浴养护后的混合溶液A以5000转/分钟的转速进行高速离心处理，去除上清液，得到沉淀物B，然后将得到的沉积物B分散在去离子水中并进行超声处理20分钟得到悬浊液C；对得到的悬浊液C以500转/分钟的转速进行低速离心处理，去除煤矸石颗粒或杂质，得到悬浮液D；对悬浮液D陈化处理2小时得到煤矸石基C-A-S-H凝胶；

所述混合溶液A按质量百分比计，包括以下组分：煤矸石粉末15.5％，硅酸钠为10.8％，氢氧化钠为5.7％，水为68％，合计为100％。

8.一种煤矸石基C-A-S-H凝胶，其特征在于，该煤矸石基C-A-S-H凝胶采用如权利要求1至7中任一项所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶制备方法制得；所述C-A-S-H凝胶的颗粒尺寸为1～5μm，比表面积大于100m²/cm³。

9.如权利要求8所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶作为重金属离子吸附剂用于废水中重金属污染处理的应用；所述重金属离子包括铜、铅和锌。

10.如权利要求8所述的煤矸石基C-A-S-H凝胶用于从废水中去除有机污染物的应用；所述有机污染物包括亚甲基蓝、罗丹明B和刚果红。