[发明专利]一种粉煤灰合成有序介孔纳米二氧化硅的方法

摘要

一种粉煤灰合成有序介孔纳米二氧化硅的方法，采用行星式球磨机破碎、研磨粉煤灰；将筛分后的粉煤灰和氢氧化钠溶液混合，高温高压反应，分离、调节pH、再分离后得到纯化硅酸钠溶液；将表面活性剂和纯化硅酸钠溶液置于80℃的高温反应釜中，在磁力搅拌条件下向其中通入15‑30vol％的CO2气体，反应3h后分离得到碳酸钠溶液和原硅酸沉淀；将原硅酸在105℃烘干2h、在550‑600℃煅烧4‑8h，冷却后得到有序介孔纳米二氧化硅产品；该方法既实现了粉煤灰的资源化利用，又合成了高价值的有序介孔纳米二氧化硅和碳酸钠副产物，是一种可持续的化学反应途径；同时，该技术大幅降低生成成本、提高生产效率，产品具有规则的六方孔道结构、比表面积大于1000m2/g、平均孔径为2.5‑3.5nm。

主权项

一种粉煤灰合成有序介孔纳米二氧化硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：(A)粉煤灰破碎、筛分；(B)二氧化硅提取：将步骤(A)中筛分后粉煤灰和氢氧化钠溶液混合，高温反应生成脱硅灰和硅酸钠溶液的混合产物；(C)硅酸钠溶液分离、纯化：将步骤(B)中的混合产物分离，滤渣为脱硅灰，向滤液中通入CO2气体、调节pH值为10.8‑11.3，除去杂质，再次分离后所得二次滤液即为纯化硅酸钠溶液；(D)CO2辅助沉淀二氧化硅：向步骤(C)的纯化硅酸钠溶液中加入表面活性剂并使其充分溶解，之后通入15‑30vol％的CO2气体，二氧化碳和硅酸钠在表面活性剂的作用下生成原硅酸沉淀和碳酸钠溶液的混合产物；(E)产物分离：将步骤(D)中的混合产物分离，滤渣为原硅酸，滤液为碳酸钠溶液；(F)合成有序介孔纳米二氧化硅：将步骤(E)中的滤渣干燥去除吸附水，再煅烧去除表面活性剂和表面羟基，冷却后得到有序介孔纳米二氧化硅产品。