[发明专利]城市生活污水污泥基重金属吸附剂及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种城市生活污水污泥基重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

热解：热解城市生活污水污泥得到污泥焦炭；

第一次反应：在惰性气体氛围中，向所述污泥焦炭中加入十六烷基三甲基氯化铵、水、氨水、硅源进行反应；

去除十六烷基三甲基氯化铵：在惰性气体氛围中，对反应后的所述污泥焦炭进行加热，得到带介孔硅的污泥焦炭；

第二次反应：在惰性气体氛围中，将所述带介孔硅的污泥焦炭与含有氨基的物质进行反应，得到所述城市生活污水污泥基重金属吸附剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅源选自有机硅源和/或无机硅源，其中所述有机硅源选自原硅酸四乙酸酯或正硅酸甲酯，所述无机硅源选自硅酸钠；所述含有氨基的物质选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷或者二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷；所述惰性气体氛围选自氮气氛围、氩气氛围或氦气氛围。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热解的步骤包括：将城市生活污水处理得到的脱水污泥经日晒后，粉碎和筛分，得到所述城市生活污水污泥；对所述城市生活污水污泥在650～700℃下热解反应40～80min，得到所述污泥焦炭。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在所述第一次反应的步骤之前，混匀所述污泥焦炭，混匀所述污泥焦炭的步骤为：将所述污泥焦炭加入到第一液体溶剂中，搅拌混匀，然后再向搅拌混匀后的所述污泥焦炭中加入十六烷基三甲基氯化铵、水、氨水、所述硅源进行反应；其中，所述第一液体溶剂选自无水乙醇或无水甲醇。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一次反应的步骤为：在惰性气体氛围中，先向所述污泥焦炭中加入十六烷基三甲基氯化铵、去离子水、氨水，在28～32℃下搅拌25～35min后，再加入所述硅源在28～32℃下搅拌18～36h；其中，所述污泥焦炭与所述硅源的质量比小于或者等于1:5。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在所述第一次反应的步骤之后，去除未反应完全试剂，所述去除未反应完全试剂的步骤包括：对反应后的所述污泥焦炭进行洗涤、离心，收集离心后的固体；再对所述离心后的固体进行去除十六烷基三甲基氯化铵的步骤。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去除十六烷基三甲基氯化铵的步骤为，在惰性气体氛围中，对反应后的所述污泥焦炭按照以下条件进行加热：以10℃/min的升温速率，从30℃升温至140～160℃保持25～35min，再继续升温至380～420℃保持25～35min，再继续升温至530～570℃保持4～6h，再降至室温，得到所述带介孔硅的污泥焦炭。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二次反应的步骤为：在惰性气体氛围中，称取所述带介孔硅的污泥焦炭与含有氨基的物质，加入第二液体溶剂后，在80～98℃的油浴中回流18～36h，得到所述城市生活污水污泥基重金属吸附剂；其中，所述带介孔硅的污泥焦炭与含有氨基的物质的质量比小于或者等于1:3，所述第二液体溶剂选自甲苯或乙苯。

9.一种城市生活污水污泥基重金属吸附剂，其特征在于，所述城市生活污水污泥基重金属吸附剂通过权利要求1至8任一项所述的方法制得。

10.一种城市生活污水污泥基重金属吸附剂的应用，其特征在于，所述城市生活污水污泥基重金属吸附剂用于吸附铜离子。