[发明专利]一种碳-叶腊石复合吸附材料的固相制备方法

说明书

本发明提供了一种固相法制备碳‑叶蜡石复合材料的方法，其步骤是：将叶蜡石粉、碳源材料、致孔剂和粘合剂按比例搅拌混合，经高能球磨处理，再进行干燥处理，得到干燥球磨料样品；将得到的干燥球磨料样品在惰性气体的气氛下煅烧适当的时间，得到碳‑叶蜡石复合材料。本发明克服了叶蜡石用作吸附剂存在吸附性能弱的不足，采用固相法制备工艺，具有制备流程短、成本低的优点，碳‑叶蜡石复合材料可替代沸石分子筛、活性炭材料用于污水吸附净化。

(一)技术领域

本发明涉及一种碳-叶腊石复合吸附材料的固相制备方法。

(二)背景技术

自然界的碳源十分丰富，但天然可直接获得的多孔碳质吸附材料相对较少。

叶蜡石是自然界常见的硅酸盐矿物，化学性能稳定，具有很好的吸附性，一般情况下不与强酸强碱反应，具有较好的耐热性，用它做基底制备的材料，回收后可以重复利用。利用碳包覆复合的方法来对叶蜡石表面进行改性，可以赋予叶蜡石更强的吸附性能，并且经济环保。

根据碳源选择的不同，碳包覆复合后合成吸附材料的性能也有很大的差异，目前，研究比较多的碳包覆方法有聚多巴胺包覆、间苯二酚-甲醛树脂包覆、单宁酸包覆等。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种经济环保的碳-叶腊石复合吸附材料的固相制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种碳-叶腊石复合吸附材料的固相制备方法，所述方法包括：

(1)将叶腊石粉、碳源、致孔剂和粘合剂按1:2～4:0.1～0.5:0.01～0.1质量比，经高能球磨处理，再干燥，得到干燥球磨料样品；

(2)将步骤(1)所得干燥球磨料样品置于管式炉中，在惰性气体的气氛下于500～900℃煅烧1～4h，冷却，得到碳化复合材料；

(3)将步骤(2)所得碳化复合材料置于气流粉碎机中打散至200～800目，即得所述碳-叶腊石复合吸附材料。

优选的，步骤(1)中所述叶腊石粉粒度为800～1600目，叶蜡石粉中主要矿物以叶蜡石为主，伴生矿物为高岭石、石英等类矿物，主相叶蜡石矿物组分占比大于50％(w/w)。

所述碳源为下列之一或其中两种以上的混合物：蔗糖、果糖、壳聚糖、纤维素和柠檬酸。

所述致孔剂为下列之一或其中两种以上的混合物：聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉。

所述粘合剂为下列之一或其中两种以上的混合物：糊精、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇缩甲乙醛。

所述高能球磨处理时球磨机的转速为200～500r·min^-1，球磨时间为5～24h，球磨后的试样在鼓风干燥箱中60～80℃恒温干燥12～24h。

步骤(2)中惰性气体为N₂或Ar气体。

本发明的有益效果主要体现在：本发明选用叶蜡石做基底，通过固相法制备碳-叶蜡石复合材料，叶蜡石表面可形成多孔结构的碳包覆复合层，碳包覆复合层厚度大(50～500nm)、且碳包覆层厚度易调节，表现为复合材料的吸附性强，且所用原料和制备方法，经济环保，不会对环境有污染。

(四)附图说明

图1为本发明实施例1制备的碳-叶腊石复合吸附材料的照片。

图2为本发明实施例1制备的碳-叶腊石复合吸附材料的XRD图。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：