[发明专利]一种富马酸铝/气凝胶复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种富马酸铝/气凝胶复合材料，其特征在于，所述富马酸铝/气凝胶复合材料的孔隙率≥90％，比表面积为780.3174-810.1332m²/g；

所述富马酸铝/气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)富马酸铝的制备：在硫酸铝溶液中缓慢加入碱性富马酸溶液，搅拌反应完成后，抽滤得沉淀，将所述沉淀洗涤干燥后即得富马酸铝，备用；

(2)富马酸铝/气凝胶复合材料的制备：将所述富马酸铝和粘结剂混合后，搅拌发泡，得到起泡的富马酸铝与粘结剂的混合材料；将所述混合材料置于模具中，将模具置于铜板上，加入低于铜板与模具接触面的液氮进行定向冷冻，冷冻时间为5min，然后进行冷冻干燥，冷冻干燥的气压为0.08MPa，冷冻干燥温度为-40℃至-50℃，冷冻干燥时间为40-48h，干燥完成后得到富马酸铝/气凝胶复合材料；

步骤(1)中所述硫酸铝为十八水合硫酸铝或十四水合硫酸铝，所述碱性富马酸溶液为富马酸与氢氧化钾或氢氧化钠的混合溶液；所述十八水合硫酸铝或十四水合硫酸铝、所述富马酸和所述氢氧化钾或氢氧化钠的摩尔比为1：1.5-2：4-6；所述搅拌反应的条件为：温度60℃-90℃，所述搅拌的时间为2h；

步骤(2)中所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液，所述富马酸铝与所述聚乙烯醇的质量比为8-9：1。

2.如权利要求1所述一种富马酸铝/气凝胶复合材料在吸附铀酰离子中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述应用的具体方法为：将所述富马酸铝/气凝胶复合材料与含铀酰离子的水体混合后，震荡吸附即可。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述含铀酰离子的水体中所述铀酰离子的浓度为25-200mg/L，所述水体的pH为3-10；所述含铀酰离子的水体和所述富马酸铝/气凝胶复合材料的质量体积比为10mL:1mg。

5.一种富马酸铝/气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)富马酸铝的制备：在硫酸铝溶液中缓慢加入碱性富马酸溶液，搅拌反应完成后，抽滤得沉淀，将所述沉淀洗涤干燥后即得富马酸铝，备用；

(2)富马酸铝/气凝胶复合材料的制备：将所述富马酸铝和粘结剂混合后，搅拌发泡，得到起泡的富马酸铝与粘结剂的混合材料；将所述混合材料置于模具中，将模具置于铜板上，加入低于铜板与模具接触面的液氮进行定向冷冻，冷冻时间为5min，然后进行冷冻干燥，冷冻干燥的气压为0.08MPa，冷冻干燥温度为-40℃至-50℃，冷冻干燥时间为40-48h，干燥完成后得到富马酸铝/气凝胶复合材料；

所述富马酸铝/气凝胶复合材料的孔隙率≥90％，比表面积为780.3174-810.1332m²/g；

步骤(1)中所述硫酸铝为十八水合硫酸铝或十四水合硫酸铝，所述碱性富马酸溶液为富马酸与氢氧化钾或氢氧化钠的混合溶液；所述十八水合硫酸铝或十四水合硫酸铝、所述富马酸和所述氢氧化钾或氢氧化钠的摩尔比为1：1.5-2：4-6；所述搅拌反应的条件为：温度60℃-90℃，所述搅拌的时间为2h；

步骤(2)中所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液，所述富马酸铝与所述聚乙烯醇的质量比为8-9：1。

6.根据权利要求5所述的一种富马酸铝/气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述硫酸铝溶液中所述十八水合硫酸铝或十四水合硫酸铝和去离子水的质量体积比为1g：10-20mL；

所述富马酸与氢氧化钾或氢氧化钠的混合溶液中所述富马酸与去离子水的质量体积比为1g：29-58mL。

7.根据权利要求5所述的一种富马酸铝/气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌的转速为300-500r/min。

8.根据权利要求5所述的一种富马酸铝/气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述洗涤干燥的步骤为：所述洗涤采用去离子水；所述干燥温度为60-80℃，时间为8-12h。

9.根据权利要求5所述的一种富马酸铝/气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，其中，步骤（2）中所述聚乙烯醇与水的质量体积比为1g：25-40mL；所述搅拌的转速为1000-1200r/min，时间为3h。