CN104785199B - 一种[email protected]核壳结构吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SiO2@MgSi0.84O2.68核壳结构吸附剂及其制备方法和应用，将硅溶胶与活性氧化镁按质量比SiO2：MgO＝5:1混合均匀，加水搅拌至糊状，再加入球形SiO2和水继续搅拌，然后于旋转搅拌机中以1800rpm的转速搅拌20min，120℃烘干，最后将干燥后的粉末于马弗炉中500～600℃煅烧3h，即可得到一种新型核壳结构吸附剂。该吸附剂比表面积大，吸附能力强，吸附成本低，再生容易且循环效果好。故该产品可有效的解决染料废水的处理问题，而且在食品、医药、石油和化妆品等行业也具有潜在的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型无机吸附剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种SiO2@MgSi0.84O2.68核壳结构吸附剂及其制备方法和应用，属于无机材料领域。
背景技术
染料广泛应用于工业和日常生活中，但染料废水对环境的污染却日趋严重。由于吸附法具有投资小、方法简便、成本低的特点，故普遍应用于染料废水的处理。传统的吸附剂主要是活性碳，活性碳只对某些水溶性染料具有较好的吸附性能，且再生费用高，使活性碳的应用受到限制。因此，研发一种新的吸附剂以及对传统的吸附剂进行改良等方面成为近年来研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种球形二氧化硅基核壳结构吸附剂的制备方法，通过简单经济的方法制备出一种吸附性能好、成本低廉且可以循环使用的吸附剂，用于解决废水处理中的染料污染等问题。
实现本发明目的采用的技术方案如下：
一种核壳结构吸附剂，硅镁复合物包覆在二氧化硅微米球的表面，分子式为SiO2@MgSi0.84O2.68。
上述核壳结构吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将硅溶胶与活性氧化镁按质量比SiO2：MgO＝5:1混合均匀，加水搅拌至糊状，再加入球形SiO2和水继续搅拌，然后于旋转搅拌机中以1800rpm的转速搅拌20min，120℃烘干，最后将干燥后的粉末于马弗炉中500～600℃煅烧3h，即得到上述核壳结构吸附剂。
两次加入水的总质量为硅溶胶、活性氧化镁和球形SiO2总质量的1/5～2/5。
所述的硅溶胶中纳米SiO2的质量分数为20％～30％。
所述的活性氧化镁由碱式碳酸镁于600～800℃煅烧3h得到。
上述核壳结构吸附剂在食品、医药、石油和化妆品领域中的应用。
上述核壳结构吸附剂在染料废水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
与传统吸附剂相比，本发明中的核壳结构吸附剂比表面积大，吸附能力强，再生容易且可以循环使用降低了吸附成本。本发明工艺简单，成本低廉，故该产品可有效的解决染料废 水的处理问题，而且在食品、医药、石油和化妆品等行业也具有潜在的应用价值和前景。
附图说明
图1为SiO2@MgSi0.84O2.68复合物的合成示意图。
图2为SiO2@MgSi0.84O2.68复合物的扫描电镜图。
图3为SiO2@MgSi0.84O2.68复合物的透射电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下列实施例中的硅溶胶中纳米SiO2的质量分数为20％～30％，活性氧化镁由碱式碳酸镁于600～800℃煅烧3h得到。
实施例1
将40g硅溶胶与8g活性氧化镁混合均匀，加入少量水搅拌至糊状，再加入2g的球形SiO2和少量水继续搅拌，然后于旋转搅拌机中以1800rpm的转速搅拌20min，120℃烘干，最后将干燥后的粉末于马弗炉中500℃煅烧3h，即得到白色固体粉末状的核壳结构吸附剂。两次加入的水的总质量为10g。
实施例2
将40g硅溶胶与8g活性氧化镁混合均匀，加入少量水搅拌至糊状，再加入3g的球形SiO2和少量水继续搅拌，然后于旋转搅拌机中以1800rpm的转速搅拌20min，120℃烘干，最后将干燥后的粉末于马弗炉中540℃煅烧3h，即得到白色固体粉末状的核壳结构吸附剂。两次加入的水的总质量为15g。
实施例3
将40g硅溶胶与8g活性氧化镁混合均匀，加入少量水搅拌至糊状，再加入2g的球形SiO2和少量水继续搅拌，然后于旋转搅拌机中以1800rpm的转速搅拌20min，120℃烘干，最后将干燥后的粉末于马弗炉中600℃煅烧3h，即得到白色固体粉末状的核壳结构吸附剂。两次加入的水的总质量为20g。
经过多项分析获得该白色固体粉末吸附剂的精确结构为SiO2@MgSi0.84O2.68，即硅镁复合物包覆在二氧化硅微米球的表面，形成核壳结构，并且该粉末比表面积大，具有良好的吸附性，能有效的吸附水中的有机染料，如：结晶紫，罗丹明B等。该吸附剂对罗丹明B的最大吸附量为52.71mg/g，且多次循环后其对罗丹明B的吸附效率仍高达99％以上。
上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (4)
1.一种核壳结构吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硅溶胶与活性氧化镁按质量比SiO2：MgO＝5:1的比例混合均匀，加水搅拌至糊状，再加入球形SiO2和水继续搅拌，然后于旋转搅拌机中以1800rpm的转速搅拌20min，120℃烘干，最后将干燥后的粉末于马弗炉中500～600℃煅烧3h，即得到硅镁复合物包覆在二氧化硅微米球的表面、分子式为SiO2@MgSi0.84O2.68的核壳结构吸附剂。
2.根据权利要求1所述的核壳结构吸附剂的制备方法，其特征在于：两次加入水的总质量为硅溶胶、活性氧化镁和球形SiO2总质量的1/5～2/5。
3.根据权利要求2所述的核壳结构吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的硅溶胶中纳米SiO2的质量分数为20％～30％。
4.根据权利要求2所述的核壳结构吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的活性氧化镁由碱式碳酸镁于600～800℃煅烧3h得到。
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