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一种地聚合物、其制备方法及在重金属离子吸附中的应用

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成果名称: 一种地聚合物、其制备方法及在重金属离子吸附中的应用 关键字: 高岭土 , 聚合物 , 激活剂 , 聚合 , 吸附 , 硅酸钠 , 强碱 , cd2 , 重金属 , 硅酸 应用行业: 金属制品、机械和设备修理业
高新技术领域: 先进制造技术 所在地: 广东省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: CN201810006926.X 成果体现形式: 成果属性:
成果所处阶段: 已授权 成果水平: 国内领先 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 节能环保 课题来源:
第一完成单位名称: 广东工业大学 第一完成单位属性: 高等院校 技术成熟度:
合作方式: 技术转让 交易价格(万): 5.00 所属十强产业:

本发明提供了一种地聚合物、其制备方法及其应用,地聚合物由偏高岭土与激活剂反应制得;以重量份数计,所述偏高岭土包括以下组分:SiO2 40~45份;Al2O3 35~45份;Fe2O3 1~2份;CaO 0.1~0.5份;MgO 0.1~0.5份;所述激活剂选自硅酸钠溶液和强碱化合物溶液的混合溶液;偏高岭土、硅酸钠和强碱化合物的质量比为10:1.69~4.24:0.16~0.2。本发明在上述含量的组分的协同作用下,制得的地聚合物具有较高的吸附能力。本发明提供的地聚合物,作为重金属吸附剂,对镉离子的去除效果优异,镉离子的最高去除率可以达到96%以上。

地聚合物是由法国的Joseph Davidovits教授首先于1985年在其美国专利中提出的,是指富硅铝质无机矿物经碱激发作用后形成的三维硅铝酸盐聚合物,在结构上具有空间三维网络状键接结构的新型无机硅铝胶凝材料。由于地聚合物具有空间三维网络状键接结构,这使得地聚合物比金属、高分子材料、水泥和陶瓷具有更高的高温性能和机械性能。另一方面,地聚合物不需要高温煅烧或烧结,制备过程对环境友好并且可以很好地被回收再利用,是一种可持续发展的“绿色环保材料”。

吸附是指气体以凝聚态或者类液态被多孔介质所容纳的一个过程。吸附剂所以具有吸附性质,是因为分布在表面的质点同内部的质点所处的情况不同。内部的质点同周围各个方面的相邻的质点都有联系,因而它们之间的一切作用力都互相平衡,而表面上的质点,表面以上的作用力没有达到平衡而保留有自由的力场,借这种力场,物质的表面层就能够把同它接触的液体或气体的质点吸住。

地聚合物具有上述诸多优点,引起了国内外研究者的广泛关注,然而国内对地聚合物研究起步较晚,虽然对地聚合物材料的研究已逐步开展,但现有的制备方法较为复杂。如中国发明专利:CN103964768A,名称:以褐煤提锗尾渣为主要原料的地聚合物及其制备方法;中国发明专利:CN102180606A,名称:一种类地聚合物水泥及其制备方法等。

 因而,如何更加简单迅速地制备地聚合物,并进而开发出更多方面的应用,一直是该领域内具有前瞻性的研究学者所关注的焦点。

 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种地聚合物、其制备方法及在重金属离子吸附中的应用,该地聚合物具有较高的重金属吸附能力。

本发明提供了一种地聚合物,由偏高岭土与激活剂反应制得;以重量份数计,所述偏高岭土包括以下组分:SiO2 40~45份;Al2O3 35~45份;Fe2O3 1~2份;CaO 0.1~0.5份;MgO 0.1~0.5份;所述激活剂选自硅酸钠溶液和强碱化合物溶液的混合溶液;偏高岭土、硅酸钠和强碱化合物的质量比为10:1.69~4.24:0.16~0.2。本发明在上述含量的组分的协同作用下,制得的地聚合物具有较高的吸附能力。实验结果表明:本发明提供的地聚合物,作为重金属吸附剂,对镉离子的去除效果优异,镉离子的最高去除率可以达到96%以上。 本发明提供的地聚合物的制备工艺方便简单,能耗较小,反应产物无需进行后期保养处理,更适合规模化工业生产。

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