[发明专利]一种吸附材料及其制备方法和在处理印染废水中的应用

说明书

本公开涉及一种吸附材料及其制备方法和在处理印染废水中的应用，该方法包括：在微波加热的条件下，使粉煤灰、碱溶液和氧化剂接触反应，将反应后的产物进行固液分离，得到脱硅灰和第一溶液；将第一溶液、表面活性剂和可选地pH调节剂混合，得到第二溶液，第二溶液的pH值为10.0～11.3；使第二溶液进行水热处理，收集固体产物并进行焙烧。本发明的方法制备的吸附材料具有纳米片负载纳米颗粒结构，比表面积大，吸附效果好、吸附效率高。

技术领域

本发明涉及一种吸附材料及其制备方法和在处理印染废水中的应用。

背景技术

粉煤灰是煤燃烧产生的固体废物，随着火电厂规模的不断扩大，粉煤灰排放量急剧增长。据统计，2015年我国粉煤灰排放量已高达6.2亿吨，成为现今国内最大宗工业固废。如何做好粉煤灰的综合利用，成为相关企业及国家关注的重点。2019年国家发改委和工信部联合印发《关于推进大宗工业固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》，指出要提高大宗固体废物综合利用水平，形成多途径、高附加值利用的综合利用发展格局。当前，我国粉煤灰主要用于生产建筑材料、路基材料和回填矿区等，一小部分用于改良土壤及提取有价组分。利用粉煤灰中的SiO₂和Al₂O₃，制备吸附材料是粉煤灰高附加值利用的重要途径之一，近年来得到了国内外学者的广泛关注和研究。

专利CN103769045A介绍了一种粉煤灰制备高性能吸附材料的制备方法，将粉煤灰与碱混合高温熔融，以溶解后的溶液做硅源，在结构导向剂、乙醇及水的作用下合成了大比表面积介孔吸附材料，采用碱熔活化会对反应器造成腐蚀，且所用碱量较大。CN103787354A公开了一种利用粉煤灰制备MCM-41分子筛的方法和应用，采用粉煤灰碱熔活化、氧化硅提取及晶化反应制备得到了MCM-41分子筛，该分子筛对六价铬具有良好的吸附能力，同样存在高温熔融造成的腐蚀问题。文献(Journal of Environmental Chemical Engineering,5,2017,391–399)介绍了一种粉煤灰制备低成本吸附剂的方法，采用碱溶解粉煤灰中的硅，再加入偏铝酸钠溶液调节硅铝比，在微波加热条件水热晶化得到能吸附废水中汞的吸附剂，该方法溶解硅所用时间长，且制备的吸附剂比表面积较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附材料及其制备方法和在处理印染废水中的应用，本发明的方法制备得到的吸附材料具有纳米片负载纳米颗粒结构，比表面积大、吸附能力强。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备吸附材料的方法，该方法包括：

(1)在微波加热的条件下，使粉煤灰、碱溶液和氧化剂接触反应，将反应后的产物进行固液分离，得到脱硅灰和第一溶液；

(2)将所述第一溶液、表面活性剂和pH调节剂混合，得到第二溶液，所述第二溶液的pH值为10.0-11.3；

(3)使所述第二溶液进行水热处理，收集固体产物并进行焙烧。

可选地，步骤(1)中，所述微波加热的条件包括：温度为60～150℃，时间为10～120min，功率为200～850W；

优选地，温度为80～130℃，时间为15～60min，功率为450～850W。

可选地，步骤(1)中，所述粉煤灰和所述碱溶液用量的重量比为1：(0.25～1.25)，所述碱溶液以碱计；所述粉煤灰与所述氧化剂用量的重量比为1：(0.01～0.1)。

可选地，步骤(2)中，所述表面活性剂与所述第一溶液用量的摩尔比为(0.06～0.4)：1，所述第一溶液以硅元素计；

优选地，所述表面活性剂与所述第一溶液用量的摩尔比为(0.1-0.2)：1。

可选地，步骤(3)中，所述水热处理的条件包括：温度为50-150℃，时间为8-48h；优选地，温度为80-120℃，时间为16-32h；