一种具有高吸附性能的勃姆石及其制备方法与流程

文档序号:40708613发布日期:2025-01-17 12:36阅读:17来源:国知局

本发明涉及无机材料制备,尤其涉及一种具有高吸附性能的勃姆石及其制备方法。


背景技术:

1、近年来,印染工业发展迅猛,期间产生大量废水。刚果红是一种联苯胺型阴离子染料,广泛用于造纸、纺织、皮革和印染等行业;但刚果红是一种对环境和人体有害的物质,在工业废水排放前需要去除。国内外对染料废水的处理方法主要有物理法、生物法和化学法,具体的有吸附法、萃取法、膜分离法、氧化法、混凝法和电化学法等。萃取法仅适用于处理少量废水,对成分复杂的染料废水不适宜,对所用萃取剂要求高,成本高;膜分离法需要频繁更换膜,清洗成本高;氧化法运行不稳定,适用性差,受外界因素影响较大。

2、吸附法具有不用或少用有机溶剂、操作简便、安全、设备简单、生产过程ph变化小、成本低等优点。污染物富集在吸附材料表面可有效降低水中污染物浓度,甚至完全去除,处理效果好,成本低,易操作,能耗小,所以被广泛用于低浓度污染物的去除。然而,在对废水处理的工业应用中,吸附剂通常受到其低吸附能力和高制备成本的限制。因此,迫切需要寻找一种具有高吸附能力的材料作为吸附剂。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提供,本发明提供一种具有高吸附性能的勃姆石及其制备方法,通过本发明提供的方法进行勃姆石的制备,制备的勃姆石粒度小、分散性好、吸附性好。

2、本发明的技术方案是这样实现的:

3、一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,包括如下步骤:向配置好的第一铝盐溶液中加入第二铝盐,然后加入沉淀剂,转移至反应釜中进行水热反应得到所述勃姆石。

4、在众多方法中,水热法在调控纳米勃姆石粉体的微观形貌与微纳米尺寸方面表现出优势,其操作简单,对环境友好,被誉为在绿色合成道路上最有前途的方法。

5、进一步地,所述第一铝盐溶液中阴离子为氯离子或硝酸根离子。

6、进一步地,所述第二铝盐中阴离子为硫酸根离子。

7、进一步地,所述氯离子或硝酸根离子与硫酸根离子的摩尔比为18:1-3:1。

8、将硫酸根离子引入氯化铝/硝酸铝-尿素水热过程中,形成硫酸根离子与氯离子、硫酸根离子与硝酸根离子竞争体系,利用阴离子竞争,改变离子间的不同比例,合成了从层状组装到空心球形态的勃姆石。

9、进一步地,所述沉淀剂为尿素。

10、尿素被广泛用于金属离子的均匀沉淀和合成氧化物或二氧化物,由于快速成核和过饱和,颗粒尺寸的均匀性是通过预反应调控的。在随后的反应过程中,尿素能稳定、连续地水解。

11、进一步地,所述水热反应条件为升温至预反应温度后通入气体然后升温至反应温度进行反应。

12、进一步地,所述预反应温度为100-160℃。

13、进一步地,所述反应温度为180-250℃。

14、通过两次高温处理,能够提高最终制备得到的勃姆石颗粒的晶型完整度、粒度分布均匀性,相较于一次升温处理,能避免第一预处理浆料中生成的晶核团聚,从而避免最终制备得到的勃姆石颗粒粒径的增大;与此同时,通过控制第二次高温处理的温度高于第一次高温处理的温度,能够避开晶核生长的缓慢周期,并且第一预处理浆料中生成的晶核能够稳定地生长,并且有助于改善勃姆石的反应选择性,从而得到结晶度高、粒度小、分散性好、粒度分布窄、形貌均一且结晶度高的勃姆石。

15、进一步地,所述气体为混合气体。

16、进一步地,所述混合气体为由包括氧气、氮气、惰性气体中的至少一种与二氧化碳气体混合得到。

17、进一步地,所述混合气体中,所述二氧化碳气体的体积占比为20%-90%。

18、当混合气体中二氧化碳的体积占比过高时,不仅会造成二氧化碳利用率下降,而且浓度过高的二氧化碳在鼓入反应体系中的瞬间,会使气泡周围局部区域的ph值短暂地降至9以下,此时气泡周围会有无定形氢氧化铝生成,对后续反应体系中勃姆石的生长不利;而当混合气体中二氧化碳的体积占比过低时,反应体系中生成的晶核数量少,晶体尺寸容易变大,将造成后续生成的勃姆石的粒径变大,不利于获得粒度小、粒度分布窄且形貌均一的勃姆石。

19、通过控制混合气体中二氧化碳气体的体积浓度,能够调控预处理反应液中拟薄水铝石和三水铝石的粒径大小和形貌均匀度,有助于后续得到粒度小、粒径分布均匀的勃姆石。

20、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

21、1、勃姆石具有物理化学性质优异、无毒、原料价格低等优势。分级结构的勃姆石因具有独特的化学性质和孔结构,在用作吸附剂、催化剂载体、复合材料等领域有广阔前景。

22、2、通过控制反应原料中阴离子的类型和浓度,调控勃姆石生长的形貌结构,达到比表面积最大,吸附能力最强的中空结构。

23、3、通过控制混合气体中二氧化碳气体的体积浓度,能够调控预处理反应液中的粒径大小和形貌均匀度,有助于后续得到粒度小、粒径分布均匀的勃姆石。

24、4、通过两次升温反应,将反应产物调整为特定的粒径分布范围,使最终制备得到的勃姆石具有分散性好、吸附性好的优点。



技术特征:

1.一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:向配置好的第一铝盐溶液中加入第二铝盐,然后加入沉淀剂,转移至反应釜中进行水热反应得到所述勃姆石。

2.根据权利要求1所述的一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,所述第一铝盐溶液中阴离子为氯离子或硝酸根离子。

3.根据权利要求1所述的一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,所述第二铝盐中阴离子为硫酸根离子。

4.根据权利要求2或3所述的一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,所述氯离子或硝酸根离子与硫酸根离子的摩尔比为18:1-3:1。

5.根据权利要求1所述的一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,所述沉淀剂为尿素。

6.根据权利要求1所述的一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,所述水热反应条件为升温至预反应温度后通入混合气体,然后升温至反应温度进行反应。

7.根据权利要求6所述的一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,所述预反应温度为100-160℃。

8.根据权利要求6所述的一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,所述反应温度为180-250℃。

9.根据权利要求6所述的一种具有高吸附性能的勃姆石的制备方法,其特征在于,所述混合气体为氧气、氮气、惰性气体中的至少一种与二氧化碳气体混合得到。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备的具有高吸附性能的勃姆石。


技术总结
本发明具体公开了一种具有高吸附性能的勃姆石及其制备方法,包括如下步骤:包括如下步骤:向配置好的第一铝盐溶液中加入第二铝盐,然后加入沉淀剂,转移至反应釜中进行水热反应得到所述勃姆石。本发明得到的勃姆石具有粒径小,比表面积大,吸附性好,生产成本低等优点,具有广阔的应用前景。

技术研发人员:郭敬新,蒋学鑫
受保护的技术使用者:安徽壹石通新能源材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/1/16
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