[发明专利]一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用

说明书

本发明提供一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用；所述方法：在三口烧瓶中加入粉煤灰、蒸馏水和无水乙醇，用超声波分散，得到混合体系；逐步滴加3―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液，恒温反应，抽滤得到灰色粉末；用乙醇和稀氢氧化钠溶液洗涤，真空干燥，即可。本发明还涉及改性粉煤灰的应用；本发明制备方法所用料来源广泛，制备工艺简单、制备过程中无剧烈化学反应，无有害物质释放，不污染环境，回收容易，活化处理简便，可重复使用，有利于工业生产；本发明改性方法可将粉煤灰的吸附容量提高10倍以上，应用范围广，具有推广应用的价值。

技术领域

本发明属于水污染净化技术领域，尤其涉及一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用。

背景技术

随着我国染料、纺织、皮革、造纸等工业不断发展，各类染料废水的排放量也日趋增大。少量的染料就会对环境造成严重污染，其不仅会对水生生物以及人类造成危害，例如引起急性中毒、诱发各种疾病、导致基因突变等。而且，水体中浓度很低的染料也会表现出明显的颜色，这将会阻碍水生生物的光合作用，从而对生态环境造成严重破坏。所以，在染料废水排放入自然水体之前必须对其进行净化处理。到目前为止，已有许多方法例如膜分离、絮凝沉淀、氧化、电催化降解、光催化降解、微生物降解、吸附等被应用到了染料废水的处理上。其中，吸附法是较好的方法，而成本低的吸附剂是吸附法实现工业化的关键。

工业废渣粉煤灰，其排放量逐年增加。随着不可再生能源逐渐短缺以及环境问题日益严重，固体废渣粉煤灰是否得到有效处理引起了人们的普遍关注。粉煤灰具有稳定的理化性质、大的比表面积，且表面分布大量微孔，在污水处理领域具有很大的应用潜力。但是纯的粉煤灰吸附容量低。且酸改性、碱改性、盐改性、表面活性剂改性等改性方法使粉煤灰的吸附容量提高有限。而超支化聚硅氧烷具有大量活性末端基团以及特殊空腔，可吸附包埋离子，小分子，因此本发明利用超支化聚硅氧烷改性粉煤灰，可显著提高粉煤灰的吸附容量，为其工业化应用提供条件。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用。

第一方面，本发明涉及一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，所述方法是通过水解缩合反应在粉煤灰表面接枝超支化聚硅氧烷，其合成原理如下所示：

优选的，所述超支化聚硅氧烷单体为3-氨丙基三乙氧基硅烷。

优选的，所述方法中所涉及的接枝率为10-40％。

优选的，所述方法步骤具体为：

步骤1，在三口烧瓶中加入粉煤灰、蒸馏水和无水乙醇，用超声波分散，得到均匀的混合体系；

步骤2，将混合体系搅拌，然后逐步滴加3―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液，恒温反应，反应完毕后抽滤得到灰色粉末；

步骤3，将得到的灰色粉末用乙醇和稀氢氧化钠溶液洗涤，除去未反应的氨基硅氧烷，真空干燥，得到超支化聚硅氧烷改性的粉煤灰。

优选的，所述粉煤灰、蒸馏水和无水乙醇的的质量比为1:(0.7～2)：(50～90)。

优选的，步骤1中，所述分散时间为30min。

优选的，步骤2中，所述3―氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量比为(8～20)：(15～40)。

优选的，步骤2中，所述搅拌的温度为25℃-40℃。

优选的，步骤2中，所述反应的温度为50℃～85℃，反应时间为5-8h。

优选的，所述粉煤灰、3―氨丙基三乙氧基硅烷和步骤(2)中乙醇的质量比为1：(8～20)：(15～30)。