[发明专利]改性硅藻土基吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性硅藻土基吸附剂及其制备方法。所述方法先将硅藻土、轻质碳酸钙、轻质碳酸镁、糊精和硅酸钠按比例充分混合后制成面团状，再通过制球、干燥、阶梯式焙烧得到改性硅藻土基吸附剂。本发明制备的改性硅藻土基吸附剂具有高孔隙率和高机械强度，满足对VOC吸附的要求，表现出高效的吸附能力，同等条件下，相对于纯硅藻土球对甲烷的吸收容量提高了56.55％，对正己烷的吸附容量提高了48.96％，对1，2‑二氯乙烷的吸收容量提高了60.65％。

技术领域

本发明挥发性有机污染物吸附剂技术领域，涉及一种改性硅藻土基吸附剂及其制备方法。

背景技术

大气中存在着大量的挥发性有机污染物(VOCs)，如苯、甲苯、甲醛、丙酮、二氯乙烷等，它们参与大气中的光化学反应及颗粒污染物的形成，对区域或全球气候环境问题有着重要影响。现有的挥发性有机污染物净化方法主要有活性吸附法、燃烧处理法、吸收除气发、冷凝收集法、生物处理法等。吸附法因其能耗低、工艺简单、处理效果好而被广泛应用。硅藻土作为强效的吸附剂被运用在吸附处理的各个方面。

滕敏等人(广州化工,2018,46(15),81-83)在BaCl₂溶液中加入硅藻土，再加入NaSO₄溶液，振荡均匀后将硅藻土样抽滤，研磨过筛，得到钡盐改性的硅藻土，但是该方法存在BaCl₂溶液和NaSO₄溶液的过剩及处理问题。武家玉等人(四川化工,2018,21(01),8-12)以经过十二烷基硫酸钠改性的改性硅藻土为原料，加入高岭土、致孔剂碳酸钙和胶黏剂可溶性淀粉，加水混合后制粒，焙烧成型，得到改性硅藻土颗粒。该方法需要先经过十二烷基硫酸钠改性，再加入其他原料进行制作，过程较为复杂，且其吸附率不到80％。葛铁军等人(塑料科技,2016,44(05),46-49)将硅藻土加入经超声处理的丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀后，加入DCP和硅烷偶联剂，将得到的混合溶液进行减压蒸馏，然后干燥，过200筛，得到改性有机硅藻土。然后在LDPE溶液中加入改性硅藻土，搅拌均匀，干燥后得到片状物料。该方法以丙烯酰胺和二甲苯为原料，具有致癌性；DCP为强氧化剂，见光或受热能引起爆炸；且还需要经过超波处理和减压蒸馏。王楠楠等人(科技创新与应用,2015,(14),1-2)先将硅藻土在450℃下焙烧，再将硅藻土和植物碎屑分别进行破碎，并筛分，然后将破碎过筛后的硅藻土和植物碎屑、增稠剂、粘结剂按比例混合，搅拌均匀后加水，搅拌至凝胶状态，制粒。该制作过程需要经过焙烧、破碎过筛、人工混合、人工造粒和烘干五个步骤，且吸附率较低，最高的去除率达不到60％。

发明内容

针对现有技术中硅藻土吸附剂制备方法复杂及吸附效果较差的问题，本发明提供一种吸附率高的改性硅藻土基吸附剂及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

改性硅藻土基吸附剂的制备方法，将硅藻土、轻质碳酸钙、轻质碳酸镁、糊精与硅酸钠按比例充分混合制成面团状，通过制球、干燥、阶梯式温度焙烧后得到具有高吸附性能分硅藻土小球吸附剂，具体步骤如下：

步骤1，按硅藻土、糊精、轻质碳酸钙、轻质碳酸镁和硅酸钠的质量比为65～76：8～11：8～11：8～11：0.7～1.0，先将除糊精外的粉末充分混合，再加入浓度为10％～20％的糊精溶液，搅拌至形成面团；

步骤2，将面团制球，成型后除去水分，得到定型的硅藻土基球；

步骤3，将定型的硅藻土基球烧制，采用阶段升温方式，150～200℃保温15～20分钟，300～400℃保温15～25分钟，最后900～950℃保温2～3小时，待自然降温后得到改性硅藻土基球形吸附剂。

优选地，步骤1中，所述的硅藻土、轻质碳酸钙、轻质碳酸镁、糊精和硅酸钠的质量比为70:10:10:10:0.7。

优选地，步骤1中，所述的糊精溶液的浓度为10％。