[发明专利]一种球形二氧化硅基核壳结构吸附剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型无机吸附剂的制备方法，尤其涉及一种球形二氧化硅基核壳结构吸附剂的制备方法，属于无机材料领域。

背景技术

吸附主要是物质表面吸住周围介质(液体或气体)中的分子或离子的现象。吸附剂是能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。工业上常用的吸附剂主要是活性炭，虽然其吸附性能好，但是成本比较高，再生困难。因此制备一种吸附性能好且可以循环使用的新型低成本吸附剂成为近年来研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球形二氧化硅基核壳结构吸附剂的制备方法，通过简单经济的方法制备出一种吸附性能好，成本低廉且可以循环使用的吸附剂，用于解决废水处理中的染料污染等问题。

实现本发明目的采用的技术方案是：采用表面活性剂分别对MgCl₂溶液和SiO₂微米球同时进行改性，然后将改性后的SiO₂分散液与MgCl₂水溶液混合搅拌，同时滴加一定量的浓氨水，水浴条件下搅拌一定时间后停止。抽滤、洗涤、烘干最后于马弗炉中煅烧即可得到球形二氧化硅基核壳结构吸附剂。

一种球形二氧化硅基核壳结构吸附剂：MgO包覆在SiO₂微米球的表面，其比表面积为458.96m²/g，孔径为3.44nm，分子式为SiO₂MgO。

上述球形二氧化硅基核壳结构吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)向MgCl₂水溶液中加入阳离子表面活性剂对MgCl₂进行改性，同时向SiO₂微米球分散液中加入阴离子表面活性剂对SiO₂进行改性；

(2)搅拌条件下，将改性后的SiO₂微米球分散液加入到改性后的MgCl₂水溶液中，然后逐滴加入浓氨水，使MgCl₂和NH₃·H₂O的摩尔比为1:2，然后在45℃水浴中搅拌2h；

(3)抽滤，洗涤，所得固体在120℃下烘干，最后于500～600℃的马弗炉中煅烧3h，即得到上述球形二氧化硅基核壳结构吸附剂。

所述的MgCl₂水溶液的浓度为3～4mol/L。

所述的SiO₂微米球，粒径大小为0.1～2.5μm的SiO₂微米球占总质量的6.5wt％，粒径大小为2.5～7.0μm的SiO₂微米球占总质量的80wt％，粒径大小为7.0～10μm的SiO₂微米球占总质量的13.5wt％。

所述的浓氨水的浓度为25～28wt％。

对MgCl₂进行改性的方式为：将MgCl₂·6H₂O溶于去离子水中，加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)后机械搅拌十分钟，其中，每摩尔MgCl₂·6H₂O加入7.5g十六烷基三甲基溴化铵。

对SiO₂进行改性的方式为：将二氧化硅微米球分散在去离子水中，然后加入三乙醇胺进行改性。

所述的球形二氧化硅基核壳结构吸附剂在有机染料无水处理中的应用。

所述的球形二氧化硅基核壳结构吸附剂在化工、石油、食品、轻工、环境保护领域中的应用。

与现有普通吸附剂相比，本发明中的核壳结构吸附剂比表面积大，吸附能力更强，再生容易且可以循环使用降低了吸附成本。本发明工艺简单，成本低廉，故该产品可有效的解决染料废水的处理问题，而且在化工、石油、食品、轻工和环境保护等领域也具有潜在的应用价值和前景。

附图说明

图1为二氧化硅微米球的扫描电镜图。

图2为球形二氧化硅基核壳结构吸附剂的扫描电镜图。

图3为球形二氧化硅基核壳结构吸附剂的透射电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。