[发明专利]一种底泥基沸石分子筛及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种底泥基沸石分子筛及其制备方法和应用。底泥基沸石分子筛一方面可以更好地解决疏浚底泥资源化的问题，比现有的底泥填埋、制作陶粒、建筑砖等处置方式具有更大的附加值，采用底泥合成，相比传统的化学试剂合成，可大大降低成本。同时，底泥基沸石比表面积达到516.3667m²/g，远远大于底泥的比表面积，且比化学试剂合成的沸石表面积有所提高，具备更好的吸附性能。对重金属的吸附实验也表明：底泥基沸石对废水中Cd(Ⅱ)的最大吸附量可达206.64mg/g，吸附性能优异，可见，底泥基沸石可以作为一种低成本、高效、可循环使用的吸附剂处理多种重金属污染废水。

技术领域

本发明涉及环境功能材料领域，特别涉及一种底泥基沸石分子筛及其制备方法和应用。

背景技术

黑臭底泥污染对生态环境和人类健康都具有不良影响，底泥有效治理是打好黑臭水体攻坚战的关键。为获得稳定的底泥处理效果，黑臭底泥疏浚成为首选方法。然而，疏浚底泥如何处理处置成为该方法推广应用的难题。现有技术中底泥资源化的方式为堆肥，焚烧或热解、土地利用、填方材料、建材化利用，以及制备陶粒等，其焦点放在底泥整体化直接处理，属于低值化方式。根据底泥各成分的特点，将底泥作为原材料制备对应的环境功能材料，可实现底泥高值化应用，该方面的研究目前比较少见。

合成沸石的方法比较多，最基础的方法是水热合成法，该方法是通过将原料在一定的比例下混合，再反应晶化而成。目前大部分商业化沸石通常采用纯硅铝酸盐试剂制备，完全通过化学试剂合成沸石的成本较高，因此急需一种低成本制备高效沸石的技术方案。

沸石分子筛具有吸附性能强，选择性高，离子交换容量大，是性能优良的吸附剂和催化剂，可以用于净化环境污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种底泥基沸石分子筛的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的底泥基沸石分子筛。

本发明的再一目的在于提供上述底泥基分子筛的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种底泥基沸石分子筛的制备方法，包括如下步骤：

(1)用酸处理底泥后离心，分离上清液和沉淀物；

(2)将离心得到的沉淀物与碱混合后焙烧，与溶剂混合进行水热反应得到底泥基沸石分子筛。

步骤(1)所述的底泥为河底污泥；优选主要成分为二氧化硅和氧化铝的底泥。

步骤(1)所述的底泥的组分为50～80％二氧化硅和20～50％氧化铝；优选为50～70％二氧化硅、10～30％氧化铝、5～10％三氧化二铁、2～5％氧化钙、1～3％氧化钾、0.5～2％氧化镁和0.5～2％氧化钛；进一步优选为55％～65％二氧化硅、15～25％氧化铝、7～9％三氧化二铁、3～4％氧化钙、2～3％氧化钾、1～2％氧化镁和1～2％氧化钛。

步骤(1)所述的底泥为过100～300目筛的底泥；优选为过100目筛的底泥。

步骤(1)所述的酸为盐酸；优选为6mol/L的盐酸。

步骤(1)所述的处理为在30～40℃、100～200r/min下振荡1～3h；优选为在35℃、150r/min下振荡2h。

步骤(1)所述的离心的条件为4000～6000r/min，5～20min；优选为5000r/min，10min。

步骤(1)所述的上清液还使用了0.4～0.5微米的滤头过滤，过滤得到的滤渣与离心得到的沉淀物合并；优选为用0.45微米的水系滤头过滤。

步骤(2)所述的碱为氢氧化钠。