[发明专利]一种铝掺杂型二氧化硅复合吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铝掺杂型二氧化硅复合吸附材料的制备方法，通过采用分别制备SiO₂溶胶、Al₂O₃溶胶，然后将SiO₂溶胶和Al₂O₃溶胶混合烘干，在一定温度下焙烧，研磨成粉末，得到铝掺杂型SiO₂复合吸附材料，通过在SiO₂材料引入具有吸附作用的铝，既能提高SiO₂材料的吸附容量，又提高了SiO₂材料的吸附效率，该制备法简单，有很好的实用性。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种铝掺杂型二氧化硅复合吸附材料的制备方法。

背景技术

当前，淡水资源日益紧缺，据统计，全世界有100多个国家存在着不同程度的缺水问题，其中有28个国家被列为缺水国或严重缺水国。我国水资源人均占有量为2200m³，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。在我国淡水资源短缺的同时，水体污染也在不断加剧。其中染料废水由于色度较高，成分复杂，已成为工业废水的重要来源之一。据中国染料工业协会统计，我国的染料年产量位居世界前列。在染料生产过程中，每生产一吨染料，随废水损失2％的产品，而在印染过程中损失量更大，不仅造成了资源的极大浪费，也对水体和环境造成严重污染，影响了人类的生产生活。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝掺杂型二氧化硅复合吸附材料的制备方法，解决了现有SiO₂材料的吸附效率和吸附容量较低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种铝掺杂型二氧化硅复合吸附材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将正硅酸乙酯以0.05～0.15ml/s的速率加入无水乙醇中，在一定温度下搅拌均匀，得到均相溶液；取一定浓度的HNO₃溶液和水，将混合后的溶液以0.05～0.15ml/s的速率加入上述均相溶液，搅拌均匀，回流一段时间后后冷却至室温，得到SiO2溶胶；

步骤2，将纯水加热至75～85℃，将异丙醇铝加入上述纯水中并搅拌1～3h，待异丙醇铝充分水解后以0.05～0.15ml/s的速率加入HNO₃，搅拌均匀，在一定温度下回流一段时间，冷却至室温，得到稳定透明的Al₂O₃溶胶；

步骤3，按照摩尔比为Al:TEOS＝0～2：1、以0.05～0.15ml/s的滴加速率将步骤2制备好的的Al₂O₃溶胶加入步骤1制备的SiO₂溶胶中，即得Al₂O₃/SiO₂吸附溶胶；

步骤4，将步骤3得到的Al₂O₃/SiO₂吸附溶胶在低温下真空干燥一段时间，在空气或者氮气气氛中焙烧，焙烧后冷却至室温，将其研磨成粉体，即为制备的铝掺杂型SiO₂复合吸附材料。

本发明的的特点还在于，

步骤1中搅拌时间为0.5～1.5h，温度范围为0～30℃，HNO₃溶液的浓度为1.0～4.0mol/L，回流温度为50～75℃，回流时间为2～4h。

步骤1中正硅酸乙酯、无水乙醇、水、硝酸的摩尔比为1：4.2～7.0：4.0～9.0：0.03～0.12。

步骤2中加入HNO₃的浓度为1.0～4.0mol/L，温度范围为80℃～90℃，回流时间为7～9h。

步骤2中的加热装置为集热式恒温磁力搅拌器。