[发明专利]一种改性褐煤的制备方法、产品及应用

说明书

本发明涉及褐煤改性技术领域，具体涉及一种改性褐煤的制备方法、产品及应用，具体包括褐煤原料置于甲醇溶液中加热混匀后加入巯基硅烷偶联剂混合，加热反应得到改性褐煤。本发明通过在甲醇溶液中，使用巯基硅烷偶联剂对褐煤进行改性，巯基硅烷偶联剂分子结构中有硅氧基和巯基，硅氧基易与含有巯基的载体物质发生水解反应，形成‑C‑Si‑O‑键，从而将巯基接枝到载体物质表面，在褐煤表面接枝接枝巯基基团，提升褐煤的金属离子吸附能力。

技术领域

本发明涉及褐煤改性技术领域，具体涉及一种改性褐煤的制备方法、产品及应用。

背景技术

煤矿开采过程中产生的酸性矿山废水具有低pH值,含有高浓度硫酸盐及Fe、Al、Cu、Mn等金属离子的特点，对生态环境造成严重的危害,是近年来最为突出的水污染问题。重金属离子具有难降解、随食物链富集的特性，若用被污染的水体对农业作物进行灌溉，水中的重金属便会进入土壤、被植物富集并在食物链中层层积累，人类位于顶端会深受其害。常见的废水处理工艺有电化学法、氧化法、AB法等，但大多成本较高，难以在工业处理中广泛应用，因此选择工艺简单、成本低廉的吸附法是当今比较高效的方法。

褐煤煤化程度低，资源丰富，且其密度低、比表面积大、富含腐殖酸，具有-CHO、-OH、-COOH等活性基团，是一种很好的吸附剂和交换剂，可被作为吸附剂去除一些重金属离子。但原生褐煤成分复杂，空隙结构单一，对金属离子的吸附能力有限，如何提高褐煤的吸附性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改性褐煤的制备方法、产品及应用，通过使用巯基硅烷偶联剂对褐煤进行改性，在褐煤表面接枝巯基基团，提升褐煤的金属离子吸附能力。

本发明的技术方案之一，一种改性褐煤的制备方法，包括以下步骤：

褐煤原料置于甲醇溶液中加热混匀后加入巯基硅烷偶联剂混合，加热反应得到改性褐煤。

进一步地，所述褐煤与甲醇溶液的混合质量比为1:(1-5)，加热混匀具体包括：转速150-200r/min、30-70℃条件下加热震荡2-3h。

进一步地，所述巯基硅烷偶联剂为3-巯基丙基三甲氧基硅烷。

进一步地，所述褐煤和巯基硅烷偶联剂的混合质量比为1：(1-2)，加热反应条件：30-100℃，5-6h。

进一步地，所述褐煤与甲醇溶液进行混合前经破碎处理，破碎后褐煤粒径14-80目。

进一步地，破碎后褐煤还经过以下步骤处理：破碎后褐煤置于水溶性酚醛树脂溶液中，混合均匀后微波加热、烘干、冷却研磨得到酚醛树脂/褐煤混合体粉末。

进一步地，所述水溶性酚醛树脂溶液的质量分数为10-20％，破碎后褐煤与水溶性酚醛树脂溶液的混合质量体积比为(3-5)g/(1-10)mL；

进一步地，所述微波加热为80-100℃条件下微波加热2-3h；所述烘干温度为60-80℃。

进一步地，所述加热反应在超声条件下进行，超声功率50-100Hz；

进一步地，加热反应结束后还包括以下步骤：采用超临界二氧化碳流体对产物进行干燥，得到改性褐煤；所述干燥温度为40-50℃，压力为8-10MPa。

本发明的技术方案之二，上述改性褐煤的制备方法所制备的改性褐煤。

本发明的技术方案之三，上述改性褐煤作为金属吸附剂的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果：