[发明专利]一种磁性二氧化硅多孔吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磁性二氧化硅多孔吸附剂及其制备方法和应用。磁性二氧化硅多孔吸附剂的制备包括如下步骤：将二氧化硅粉末和铁离子溶液混合，加入60～80℃的热碱溶液，调节pH，充分反应后降至室温陈化洗涤至中性，干燥研磨得到磁性二氧化硅多孔吸附剂。本发明的磁性二氧化硅多孔吸附剂的制备方法，采用无机硅源二氧化硅粉末作为原料，不仅廉价易得，且无毒环保，制备过程中无相关有机废液产生，环境友好，采用用表面沉积法，低温条件下一步合成，反应时间短，制备过程能耗少，成本低。磁性二氧化硅多孔吸附剂具有良好的选择性，对亚甲基蓝的最大吸附量为121.23mg/g，对孔雀石绿的最大吸附量163.52mg/g。

技术领域

本发明涉及印染废水处理技术领域，更具体地，涉及一种磁性二氧化硅多孔 吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

“水十条”的颁布对水污染治理提出了更高的要求，工业废水作为较难处理的 一类废水一直受到密切关注，而印染废水是工业废水排放总量中占比较高的一种 废水，印染废水有机浓度高，色度大，化学性质稳定，难生化，是一种处理难度 大的工业废水。印染废水经过物化生化处理后，其中污染指数大大降低，大部分 能达到排放标准，但随着标准排放的提高，目前的处理方法技术实现这一目标越 来越难。吸附法在众多的技术中因操作简单、成本低、效率高受到青睐，在吸附 法中，吸附材料的选择是最为关键的，因此选择一种高效，选择性好，价廉的吸 附材料是决定吸附成功的决定性因素。磁性材料具有磁性强、易分离、可重复利 用等优点，但磁性材料吸附效果和吸附选择性较差。二氧化硅在地球上广泛存在 着，价廉易取，且二氧化硅耐酸碱，稳定性高，将二氧化硅与磁性材料复合是吸 附材料研究领域的热点。近年来发展的一些制备磁性二氧化硅复合材料的新方法 有模板法、溶胶凝胶法、反相微乳液法等，这些方法制备比较繁杂，时间长且都 会用到一定的有机溶剂，这可能会给环境带来二次污染。例如，CN107583599A 公开了一种单分散介孔二氧化硅吸附剂的制备、应用以及再生方法，其通过 CTAB、THEED和TEOS，反应并经后处理得到单分散介孔二氧化硅吸附剂，制 备过程中有机物质的加入造成了有机废液的排放，形成二次污染。本领域所期待 的是一种环境友好易合成且高效吸附的二氧化硅磁性吸附材料的制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有二氧化硅磁性吸附材料制备过程容易 产生二次污染，吸附处理选择性差，吸附效率不高的缺陷和不足，提供一种磁性 二氧化硅多孔吸附剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的磁性二氧化硅多孔吸附剂。

本发明的另一目的在于提供一种磁性二氧化硅多孔吸附剂在印染废水吸附 处理中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种磁性二氧化硅多孔吸附剂的制备方法，包括如下步骤：将二氧化硅粉末 和铁离子溶液混合，加入60～80℃的热碱溶液，调节pH至10.00～12.00，分反应 后降至室温陈化洗涤至中性，干燥研磨得到磁性二氧化硅多孔吸附剂，

其中铁离子溶液中三价铁和二价铁的摩尔比为1.8～2.0:1，二氧化硅粉末与三价铁的摩尔比为1～3:1，反应温度为60～80℃，反应时间60～120min。

本发明的pH值范围和反应温度不仅影响反应的发生，还影响反应发生速度。

本发明利用二氧化硅粉末作为制备的原料，作为无机硅源二氧化硅粉末是无 毒，廉价且容易获取的原料。同时本发明采用表面沉积法，一步反应即合成磁性 二氧化硅多孔高效吸附剂，反应过程中没有涉及有机溶剂，反应过程均在低温下 进行，反应时间短，制备过程能耗少，成本低和环保的优点。同时，本发明制备 的磁性二氧化硅多孔高效吸附剂具有磁性，利用磁场可快速进行固液分离，吸附 染料后的材料可以用低浓度的酸脱附，重复利用率高。

其中优选加入热碱与三价铁的摩尔比为8～9:1。

优选地，所述二氧化硅粉末与三价铁的摩尔比为2～3:1。