【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境岩土，具体是一种基于飞灰和钢渣的新型金属-有机框架结构复合材料制备方法及其应用。
技术介绍
1、粉煤灰俗称飞灰，是指从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物，粉煤灰通常呈现灰色或灰黑色，粉煤灰的主要氧化物组成为sio2、al2o3、feo、fe2o3、cao、tio2等。钢渣主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，金属炉料带入的杂质，加入的造渣剂如石灰石、萤石、硅石等，以及氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等；钢渣的主要成分是钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物所组成。飞灰和钢渣作为工业废弃物中的重要组成部分，其有效利用不仅能减轻固废处理的压力，同时还能为环境修复提供新的材料和方法。基于此，国内外研究者们逐渐将目光投向利用这些废弃物合成新型材料，并应用于环境修复技术的研究。
2、在国际研究现状方面，利用工业固废如飞灰和钢渣合成功能材料的研究已经取得了一定进展。例如，一些研究者通过化学方法从粉煤灰中提取铝，并将其用于合成铝基金属有机框架(al-mof)。同时，利用钢渣制备不同形态的铁氧化物(如fe3o4)也成为研究热点。fe3o4具有优异的磁性和催化性能，广泛应用于环境修复。将fe3o4负载在al-mof上，可以形成一种新型复合材料fe3o4@al-mof。这种复合材料仅利用mof的高比表面积吸附fe3o4从而产生催化性能，fe3o4在离开mof后，mof进一步吸附污染物，并未进一步开发利用。
3、国内的研究也在快速推进中，针对飞灰和钢渣的综合利用，研究者们提
4、尽管国内外在该领域的研究已取得了一定成果，但仍存在一些技术难点亟需解决。首先，如何提高从粉煤灰中提取铝的效率，并确保提取过程的经济性和环保性，是一个重要的研究方向。其次，fe3o4@al-mof的合成过程中，如何确保fe3o4在al-mof中的均匀分布，以及控制其粒径和形貌，以保证其最佳的催化性能，是另一个需要突破的技术瓶颈。最后，该复合材料在实际环境修复中除了催化性能外，如何能够进一步发挥mof的高比表面积吸附污染物也是影响提高修复效率的关键因素。
技术实现思路
1、专利技术的目的：针对现有固废提取金属及合成金属-有机框架结构所得物质纯度低，合成后mof吸附、催化能力弱的问题，本专利技术提供了一种基于飞灰和钢渣的新型金属-有机框架结构复合材料制备方法，该制备方法利用飞灰和钢渣，采用水热法制备新型金属-有机框架结构复合材料pva-fe3o4@al-mof，优化了从飞灰中制备氯化铝及利用钢渣提取制备纳米级fe3o4的方法，通过控制合成条件提升了复合材料的催化特性和mof的吸附性能。本专利技术还提供了一种利用新型金属-有机框架结构复合材料pva-fe3o4@al-mof催化过碳酸钠修复石油烃污染土的方法。
2、技术方案：一种基于飞灰和钢渣的新型金属-有机框架结构复合材料制备方法，包括如下步骤：
3、s1、利用粉煤灰制备氯化铝：将粉煤灰投入浓盐酸，混合加热得到含铝酸液，之后稀释、过滤后得到滤液，将滤液冷却至室温，析出氯化铝白色晶体；
4、s2、利用钢渣制备制备纳米级fe3o4：将钢渣投入稀盐酸中，混合搅拌一段时间后，进行固液分离得到含铁滤液；向含铁滤液中加入氢氧化钠，得到氢氧化铁沉淀；将氢氧化铁沉淀先在空气环境下热解，之后在氢气氛围中热解，最后将产物研磨得到纳米级fe3o4；
5、s3、合成新型金属-有机框架结构复合材料pva-fe3o4@al-mof：将氯化铝分散至二甲基甲酰胺，之后，加入纳米级fe3o4，得到氯化铝-二甲基甲酰胺-四氧化三铁混合溶液；取均苯三甲酸溶于二甲基甲酰胺，得到均苯三甲酸-二甲基甲酰胺溶液；将氯化铝-二甲基甲酰胺-四氧化三铁混合溶液和均苯三甲酸-二甲基甲酰胺溶液置于反应釜中，加热反应一段时间后进行固液分离得到fe3o4@al-mof；将fe3o4@al-mof加入到聚乙烯醇的水溶液中，浸泡一段时间后过滤得到pva-fe3o4@al-mof。
6、进一步的，s1中，粉煤灰质量与浓盐酸体积比为1g：(3～5)ml，浓盐酸的质量百分比浓度范围为36％-38％。
7、进一步的，s2中，钢渣与稀盐酸盐酸体积比为1g：(6-10)ml，稀盐酸的质量百分比浓度为8％-12％；将氢氧化铁沉淀空气环境下热解的温度为700℃-800℃；在氢气氛围中热解的温度为热解的温度为900℃-1000℃。
8、进一步的，s2中：
9、1)所述氯化铝-二甲基甲酰胺-四氧化三铁混合溶液中，氯化铝质量与二甲基甲酰胺体积比为(0.534—0.801)g：1l，氯化铝与四氧化三铁质量比为(4.005-5.34)：1；
10、2)均苯三甲酸-二甲基甲酰胺溶液中，均苯三甲酸的质量与二甲基甲酰胺的体积比为(0.315～0.63)g：1l；
11、3)将氯化铝-二甲基甲酰胺-四氧化三铁混合溶液和均苯三甲酸-二甲基甲酰胺溶液混合后，均苯三甲酸与氯化铝质量比为(3.15-4.725)：2.67。
12、进一步的，s1的具体步骤如下：
13、s1-1、将粉煤灰投入浓盐酸，将混合溶液在200℃-300℃加热下进行加热4h-6h，得到含铝酸液；
14、s1-2、将含铝酸液加水稀释，以降低含铝废液浓度，可提高过滤速度和效率；在80℃-90℃加热条件下搅拌30min-40min，随后保持该温度并在搅拌状态下进行热过滤；加水体积量为s1-1中浓盐酸量的三倍至四倍；
15、s1-3、将热过滤后得到的液体在110℃-120℃加热条件下搅拌15min-20min，使更多的铝化合物溶解进液体中，从而提高含铝溶液中铝的浓度；冷却至室温，得到第一次析出的氯化铝白色晶体，进行固液分离；剩余滤液在室温下静置12h，氯化铝第二次析出氯化铝白色晶体；
16、s1-4、将第一次析出和第二次析出的氯化铝白色晶体在70℃-80℃加热条件下干燥12h-14h。
17、进一步的，s2的具体步骤如下：
18、s2-1、将钢渣投入稀盐酸中，混合搅拌12-14h，将溶液固液分离，得到含铁滤液；
19、s2-2、向含铁滤液中投入氢氧化钠，调节ph至9-10，得到氢氧化铁沉淀，当沉淀不在继续生成后，进行固液分离；
20、s2-3、使用去离子水对沉淀进行清洗，清洗后沉淀在空气氛围中热解8h-10h；
21、s2-4、随后将固体物质取出，在氢气氛围中热解4h-6h；
22、s2-5、使用研磨设备将所得产物进行研磨，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于飞灰和钢渣的新型金属-有机框架结构复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，粉煤灰质量与浓盐酸体积比为1g：(3～5)ml，浓盐酸的质量百分比浓度范围为36％-38％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中，钢渣与稀盐酸盐酸体积比为1g：(6-10)ml，稀盐酸的质量百分比浓度为8％-12％；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中，
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1的具体步骤如下：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2的具体步骤如下：
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3的具体步骤如下：
8.一种利用新型金属-有机框架结构复合材料催化过碳酸钠修复石油烃污染土的方法，其特征在于，所述新型金属-有机框架结构复合材料由权利要求1的制备方法制备，所述修复石油烃污染土的方法，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的修复石油烃污染土的方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于飞灰和钢渣的新型金属-有机框架结构复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s1中，粉煤灰质量与浓盐酸体积比为1g：(3～5)ml，浓盐酸的质量百分比浓度范围为36％-38％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s2中，钢渣与稀盐酸盐酸体积比为1g：(6-10)ml，稀盐酸的质量百分比浓度为8％-12％；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s3中，
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李源，魏一帆，雪瑾，殷飞，章小兵，威巍，魏洪涛，韩晓冰，邹光照，梁百其，许越，
申请(专利权)人：江苏中宜生态土研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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