【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境污染修复治理，具体涉及一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法、以及一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物。
技术介绍
1、随着城市化和工业化进程的不断发展，地下水体也正面临前所未有的污染威胁，其中重金属污染尤其引人关注。以锰、铬、镉等为代表的重金属离子因其高毒性、难降解，且极易被生物体所吸收等特点，严重影响水体质量、危害人体健康并破坏生态环境。常用的水体重金属去除方法包括化学沉淀法、离子交换法、材料吸附法、蒸发浓缩法等，其中吸附法因具备高效环保、相对成本低、循环利用率高和适用性广泛等优点被广泛应用。近年来，地聚合物作为一种有三维网状分子筛结构的无机硅铝酸盐凝胶材料成为了吸附型材料中新的研究热点。
2、相较于活性炭、壳聚糖、硅藻土等吸附材料，地聚合物的制备过程节能环保、原料来源广泛，且具有优异的力学性能和稳定的化学性能，在铅、铬、钴等重金属去除中都展现出了极高的吸附效率。尤其是多孔型地聚合物，其内部所形成的相互贯通或封闭的孔隙空间使得该类材料展现出低密度、高比表面积等特点，进一步拓宽了地聚合物作为吸附材料的应用场景。目前，地聚合物多孔材料主要以层状、球状、块状结构为主，常运用直接发泡法、溶剂挥发法、添加多孔填料法、悬浮凝固法等方法进行制备。基于不同原理形成的内部孔隙结构在孔径分布、连通特性等方面皆存在差异，直接影响着地聚合物多孔材料的吸附性能及应用领域。
3、除了改进地聚合物多孔材料本身的设计思路与合成流程，运用先进的重金属检测技术对吸附过程进行实时表征，也是指导、优化材料制备的
4、评价不同地聚合物材料对于水体中重金属的去除能力需要考虑两大方面：一是材料本身的吸附性能，通常比表面积越大吸附效率越高；二是材料从水体中回收的难易程度，继而实现污染物分离及材料的重复利用。
5、对于吸附性能而言，球状的地聚合物多孔材料因表面及内部连通孔隙的存在，比块状的多孔材料具备更大的比表面积以及较低的流动阻力，能够更高效地实现对水体中重金属的吸附固定化。然而，该类材料难以实现快速收集、回收，尤其是在地下水重金属污染修复中，不利于对污染区域的长期治理以及材料的重复利用。而块状的地聚合物多孔材料虽然有利于统一处置，但制备过程中内部孔隙结构的连通性与均一性难以控制。若形成的孔隙孔径较大，虽有利于孔隙贯通使得污染水体与吸附材料充分接触，但会损失一定的比表面积；若形成的孔隙孔径较小，则很可能产生大量的封闭、孤立孔隙空间，使得水体无法从上述区域流经，从而显著降低吸附性能。由此可见，亟需一种能够兼顾吸附性能与回收效率的新型地聚合物多孔材料，用于满足水体中重金属高效吸附、分离的应用需求。
6、对于吸附特征的监测，基于光谱、质谱的联用检测技术仅可测量整体溶液、或者流出端的重金属浓度，而无法获取地聚合物材料内部的浓度分布信息，因此检测数据也难以用于分析吸附过程的动态特征以及空间差异。然而，这些信息往往是探究地聚合物多孔材料孔隙结构对于重金属吸附行为影响效应的重要参数，不但能够全面地评价不同材料的吸附性能，还能用于改进地聚合物多孔材料合成、制备流程，从而得到性能更优的多孔地聚合物，用于水体中重金属的吸附。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物及其制备方法。
2、本专利技术的目的还在于提供一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，显著提升多孔材料的比表面积，从而大幅增加地聚合物对于水体中重金属的吸附速率。
3、本专利技术的目的还在于提供一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，所制备的复合型多孔地聚合物能够在保证吸附性能的同时，实现从水体中的集中便捷分离，尤其适用于地下水污染修复治理。
4、为达到上述目的或目的之一，本专利技术的技术解决方案如下：
5、一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，所述制备方法包括：
6、步骤1：制备具有贯通孔隙的地聚合物多孔材料；
7、步骤2：合成复合型地聚合物多孔吸附材料。
8、根据本专利技术的一个优选实施例，所述步骤1包括：
9、将铝硅酸盐原料与液体激发剂混合搅拌，形成均匀浆体；
10、向浆体中添加发泡剂和稳泡剂，搅拌均匀；
11、将含有发泡剂和稳泡剂的浆体注入模具并震荡、压实、密封；
12、在预定条件下进行地聚合物多孔材料的固化及养护。
13、根据本专利技术的一个优选实施例，在步骤1中，选用混合的naoh与na2sio3作为复合碱性激发剂溶液，且激发剂模数为1.4；将质量比1:1的粉煤灰与偏高岭土的混合物作为铝硅酸盐原料，且总液固比为1.15；使用3％的双氧水作为发泡剂，十二烷基硫酸钠作为稳泡剂，且双氧水和十二烷基硫酸钠的混合摩尔比例为1:1。
14、根据本专利技术的一个优选实施例，在步骤1中，在将浆体注入模具之前，将模具先置于微波炉中，设定300w档位微波150秒，随后取出置于40℃的烘箱中进行热固化18小时，最后脱模密封保存，在室温环境下养护28天；
15、所述模具选用直径10毫米，长度60毫米的圆柱状容器，并对模具的两端进行打磨，从而能够制得圆柱状地聚合物多孔材料。
16、根据本专利技术的一个优选实施例，复合碱性激发剂溶液的制备包括：在初始模数为2.3的钠水玻璃中加入颗粒状的氢氧化钠以配置碱性激发剂，并将碱性激发剂的模数调节至1.4，充分搅拌使加入的氢氧化钠完全溶解，并在室温状态下静置24小时以上，待激发剂液体由混合时的浑浊态转为透明状，完成复合碱性激发剂溶液的制备。
17、根据本专利技术的一个优选实施例，在将铝硅酸盐原料与液体激发剂混合搅拌之前，将粉煤灰和偏高岭土先置于烘箱中，在80℃条件下干燥12小时，随后分别称取预定质量的粉煤灰与偏高岭土原料进行混合。
18、根据本专利技术的一个优选实施例，地聚合物多孔材料的固化采取微波加热与烘箱加热的双重模式，首先将注入浆体的模具置于微波炉中，设定300w档位微波150秒，随后取出置于40℃的烘箱中进行热固化18小时，取出脱模后用密封模将四周进行密封，在室温环境下养护28天。
19、根据本专利技术的一个优选实施例，所述步骤2包括：将圆柱状地聚合物多孔材料切割成50毫米的长度，选用直径5毫米的空心钻头将圆柱状地聚合物多孔材料的中部取出，制得长度为50毫米的圆环多孔材料，对取出部分的两端进行切割，切取出5毫米的圆柱块，其余部分磨碎至25～30目数，并将磨碎后的地聚合物多孔材料回填于圆环多孔材料的内部，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
9.一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物，其特征在于，所述复合型多孔地聚合物由权利要求1-8中任一项所述的用于重金属吸附的地聚合物的制备方法制备。
10.根据权利要求9所述的用于重金属吸附的复合
...【技术特征摘要】
1.一种用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的用于重金属吸附的复合型多孔地聚合物的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张倩，董艳辉，穆罕默德·R·埃尔纳加尔，王礼恒，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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