[发明专利]一种利用模板法高效制备多孔地质聚合物膜的方法

说明书

一种利用模板法高效制备多孔地质聚合物膜的方法。本发明属于地质聚合物膜制备领域。本发明的目的是为了解决现有粉末状地质聚合物作为吸附材料存在回收困难和易团聚的技术问题。本发明的方法：一、将固体可溶性盐和碱激发溶液混匀，得到含模板的碱激发溶液；二、加入无机矿物粉体混匀，得到地聚物浆料，倒入模具密封后置于烘箱中养护，得到地质聚合物膜；三、去除模板取出固体物进行干燥，得到多孔地质聚合物膜。本发明通过调整模板加入的顺序以及固液比例，实现了模板分布的可控性，最终制得模板分子呈梯状分布的多孔地质聚合物膜，去除模板后形成梯状分布的孔隙，并具有很高的机械性能。

技术领域

本发明属于地质聚合物膜制备领域，具体涉及一种利用模板法高效制备多孔地质聚合物膜的方法。

背景技术

当今世界研究废(污)水的净化和回用技术已经成为人们的焦点。以酸、碱、盐、重金属离子以及无机悬浮物为主要污染物的废水会对土壤和地下水产生严重破坏且危害着人类的健康，如引起急性和慢性中毒、致癌、发生以水为媒介的传染病等。传统的污水处理法有能耗高、工艺复杂、易形成二次污染等缺点，而地质聚合物膜法处理技术具有能耗低，操作简单、效率高等优点。

地质聚合物又称“矿物聚合材料”，它主要是指硅铝质材料(天然矿物、固体废弃物或工业副产品)受到酸性或碱性溶液的激发，内部Si-O四面体和Al-O四面体通过共用O而连接成的三维网状聚合物，属于无机聚合物材料。地质聚合物材料具备原料来源广、制备工艺简单、污染排放低、力性能优异、耐腐蚀等优点，是一种可以替代硅酸盐水泥的新型绿色无机材料。由于地质聚合物的类分子筛结构，且具有多孔性能，可其用于吸附剂。粉末状地质聚合物虽具有高比表面积更适合所作为吸附材料，但其存在回收困难且易团聚的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有粉末状地质聚合物作为吸附材料存在回收困难和易团聚的技术问题，而提供一种利用模板法高效制备多孔地质聚合物膜的方法。

本发明的一种利用模板法高效制备多孔地质聚合物膜的方法按以下步骤进行：

一、配制含模板的碱激发溶液：将固体可溶性盐和碱激发溶液通过机械搅拌至混合均匀，得到含模板的碱激发溶液；

二、制备地质聚合物膜：向步骤一得到的含模板的碱激发溶液中加入无机矿物粉体，搅拌至混合均匀，得到地聚物浆料，将地聚物浆料倒入模具密封，然后置于烘箱中养护，得到地质聚合物膜；

三、去除模板：将步骤二得到的地质聚合物膜放入水中加热以去除模板，取出固体物进行干燥，得到多孔地质聚合物膜。

进一步限定，步骤一中所述固体可溶性盐和碱激发溶液的质量比为(0.5～1)：1。

进一步限定，步骤一中所述固体可溶性盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、磷酸钾、磷酸钠中的一种或几种按任意比的混合。

进一步限定，步骤一中所述碱激发溶液由碱溶液和硅酸盐溶液混合而成；其中所述碱溶液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，所述硅酸盐溶液为硅酸钾溶液或硅酸钠溶液。

进一步限定，步骤一中所述碱激发溶液中碱溶液与硅酸盐溶液的质量比为1：(1～1.5)。

进一步限定，所述碱溶液的浓度为1mol/L～10mol/L。

进一步限定，所述硅酸盐溶液的质量浓度为35％～45％，硅酸盐溶液的模数为1.5～3。

进一步限定，步骤一中所述机械搅拌的速度为400rpm～800rpm，时间为15min～120min。

进一步限定，步骤二中所述无机矿物粉体为偏高岭土、粉煤灰、矿渣、煤矸石、硅灰、矿粉、铁尾矿中的一种粉体或几种粉体按任意比的混合。

进一步限定，步骤二中所述无机矿物粉体与步骤一中所述碱激发溶液的质量比为(0.1～1):1。