權(quán)利要求

1.鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1)固體混合料配制：將鋼渣、硅灰、Al 2O 3混合，得固體混合料； (2)地質(zhì)聚合物漿料配制：將步驟(1)所得固體混合料、堿激發(fā)劑、水混合，反應(yīng)得到地質(zhì)聚合物漿料； (3)多孔地質(zhì)聚合物漿料的配制：將步驟(2)所得地質(zhì)聚合物漿料、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑混合，反應(yīng)得到多孔地質(zhì)聚合物漿料； (4)多孔地質(zhì)聚合物吸附材料制備：將步驟(3)所得多孔地質(zhì)聚合物漿料順次進(jìn)行固化、養(yǎng)護(hù)，得到鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，鋼渣與硅灰的質(zhì)量比為10:1～6，鋼渣與Al 2O 3的質(zhì)量比為10:2～5。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，堿激發(fā)劑為模數(shù)為1.5的水玻璃。 4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，堿激發(fā)劑的固體質(zhì)量為固體混合料的17～23.8wt％，水的添加量為固體混合料的54～80wt％。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，反應(yīng)在攪拌的條件下進(jìn)行，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為300～500r/min，攪拌的時(shí)間為10～20min。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，發(fā)泡劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～40％的過(guò)氧化氫溶液，發(fā)泡劑的添加量為固體混合料的3～5wt％；穩(wěn)泡劑為十二烷基硫酸鈉，穩(wěn)泡劑的添加量為固體混合料的0.4～1wt％。 7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，反應(yīng)在攪拌的條件下進(jìn)行，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為600～800r/min，攪拌的時(shí)間為10～20min。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，固化的溫度為50～70℃，固化的時(shí)間為10～14h；所述養(yǎng)護(hù)為常溫下養(yǎng)護(hù)6～8d。 9.權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法制備得到的鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

說(shuō)明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多孔吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排以及資源的可持續(xù)利用等成為解決資源、環(huán)境問(wèn)題的基本措施。鋼渣是在鋼鐵生產(chǎn)中大量產(chǎn)生的一種工業(yè)固體廢棄物。鋼渣的堆積不僅破壞大量土地和植被，其中的有害物質(zhì)還會(huì)污染土壤和水源。而目前鋼渣的利用率相對(duì)較低?？梢?jiàn)，鋼渣的綜合利用是一項(xiàng)亟待解決的問(wèn)題。

隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水的排放對(duì)水質(zhì)安全造成了嚴(yán)重的威脅，其中重金屬?gòu)U水就是對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重、對(duì)人類危害最大的廢水之一，嚴(yán)重的影響了人類正常的安全生產(chǎn)、生活及生存環(huán)境。目前吸附法因操作簡(jiǎn)單、易控制、處理效率高、吸附容量大、再生容易，成為處理重金屬?gòu)U水的一種常用方法。而多孔地質(zhì)聚合物吸附材料是當(dāng)前學(xué)者研究比較活躍的無(wú)機(jī)多孔材料之一，是一種由相互貫通或封閉的孔隙和骨架組成的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料，具有高強(qiáng)度、耐酸腐蝕性、耐高溫性、比表面積大、水通量大以及孔隙率高等優(yōu)異性能，故而在吸附領(lǐng)域具備很大的應(yīng)用價(jià)值，以往常常采用高嶺土等硅酸鹽礦物制備地質(zhì)聚合物。鑒于鋼渣綜合利用問(wèn)題以及廢水污染問(wèn)題，研究一種變廢為寶、性能優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的吸附材料具有很高的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料及其制備方法，既解決了目前制備地質(zhì)聚合物的原料單一，極大的增加了制備成本的問(wèn)題，又使得鋼渣得到利用，解決了鋼渣綜合利用問(wèn)題以及廢水污染問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)固體混合料配制：將鋼渣、硅灰、Al 2O 3混合，得固體混合料；

(2)地質(zhì)聚合物漿料配制：將步驟(1)所得固體混合料、堿激發(fā)劑、水混合，反應(yīng)得到地質(zhì)聚合物漿料；

(3)多孔地質(zhì)聚合物漿料的配制：將步驟(2)所得地質(zhì)聚合物漿料、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑混合，反應(yīng)得到多孔地質(zhì)聚合物漿料；

(4)多孔地質(zhì)聚合物吸附材料制備：將步驟(3)所得多孔地質(zhì)聚合物漿料順次進(jìn)行固化、養(yǎng)護(hù)，得到鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

作為優(yōu)選，所述步驟(1)中，鋼渣與硅灰的質(zhì)量比為10:1～6，鋼渣與 Al 2O 3的質(zhì)量比為10:2～5。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中，堿激發(fā)劑為模數(shù)為1.5的水玻璃。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中，堿激發(fā)劑的固體質(zhì)量為固體混合料的 17～23.8wt％，水的添加量為固體混合料的54～80wt％。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中，反應(yīng)在攪拌的條件下進(jìn)行，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為300～500r/min，攪拌的時(shí)間為10～20min。

作為優(yōu)選，所述步驟(3)中，發(fā)泡劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～40％的過(guò)氧化氫溶液，發(fā)泡劑的添加量為固體混合料的3～5wt％；穩(wěn)泡劑為十二烷基硫酸鈉，穩(wěn)泡劑的添加量為固體混合料的0.4～1wt％。

作為優(yōu)選，所述步驟(3)中，反應(yīng)在攪拌的條件下進(jìn)行，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為600～800r/min，攪拌的時(shí)間為10～20min。

作為優(yōu)選，所述步驟(4)中，固化的溫度為50～70℃，固化的時(shí)間為 10～14h；所述養(yǎng)護(hù)為常溫下養(yǎng)護(hù)6～8d。

本發(fā)明還提供了所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法制備得到的鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果如下：

(1)本發(fā)明制備的高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為70～91％，體積密度為270～881kg/m 3，體積吸水率為35～69％，抗壓強(qiáng)度為 0.26～0.54MPa，具有高孔隙率、高強(qiáng)度、高體積吸水率、低體積密度、比表面積大以及水通量大等優(yōu)異性能，可以有效的吸附水中金屬離子。

(2)本發(fā)明制備高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的工藝過(guò)程，使得鋼渣實(shí)際用量超過(guò)50％時(shí)仍具備良好的物理性能，使其在水中浸泡時(shí)保持較高的抗壓強(qiáng)度。

(3)本發(fā)明所用主要原料為鋼渣、硅灰等工業(yè)廢棄物，有效地對(duì)廢棄物進(jìn)行再利用，具有很高的經(jīng)濟(jì)意義，并能夠保護(hù)環(huán)境，且制備工藝過(guò)程操作簡(jiǎn)單，固化過(guò)程中無(wú)廢棄物排放，有效的將鋼渣等廢棄物制備為高效的吸附材料，用于處理重金屬?gòu)U水，使得鋼渣高附加值利用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶、以廢治廢”。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的XRD圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料在不同放大倍數(shù)下的斷面微觀結(jié)構(gòu)圖，其中，左圖的放大倍數(shù)為34倍，右圖的放大倍數(shù)為80 倍；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)固體混合料配制：將鋼渣、硅灰、Al 2O 3混合，得固體混合料；

(2)地質(zhì)聚合物漿料配制：將步驟(1)所得固體混合料、堿激發(fā)劑、水混合，反應(yīng)得到地質(zhì)聚合物漿料；

(3)多孔地質(zhì)聚合物漿料的配制：將步驟(2)所得地質(zhì)聚合物漿料、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑混合，反應(yīng)得到多孔地質(zhì)聚合物漿料；

(4)多孔地質(zhì)聚合物吸附材料制備：將步驟(3)所得多孔地質(zhì)聚合物漿料順次進(jìn)行固化、養(yǎng)護(hù)，得到鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

在本發(fā)明中，所述步驟(1)中，鋼渣與硅灰的質(zhì)量比優(yōu)選為10:1～6，進(jìn)一步優(yōu)選為10:1～3；鋼渣與Al 2O 3的質(zhì)量比優(yōu)選為10:2～5，進(jìn)一步優(yōu)選為 10:2～3。

在本發(fā)明中，所述步驟(2)中，堿激發(fā)劑為模數(shù)為1.5的水玻璃；

在本發(fā)明中，所述堿激發(fā)劑的配制包括如下步驟：按重量份向100g模數(shù)為3.55的鈉水玻璃(固含量為34％，Na 2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.3％，SiO 2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.5％)中加入13.096g氫氧化鈉得到模數(shù)為1.5的水玻璃；

其中，氫氧化鈉與水玻璃的關(guān)系如下： 其中a為鈉水玻璃中SiO 2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，b為鈉水玻璃中Na 2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，M 為水玻璃模數(shù)，G NaOH為氫氧化鈉的質(zhì)量。

在本發(fā)明中，所述步驟(2)中，堿激發(fā)劑的固體質(zhì)量?jī)?yōu)選為固體混合料的17～23.8wt％，進(jìn)一步優(yōu)選為固體混合料的18.7～20.4wt％；水的添加量?jī)?yōu)選為固體混合料的54～80wt％，進(jìn)一步優(yōu)選為固體混合料的60～75wt％。

在本發(fā)明中，所述步驟(2)中，反應(yīng)在攪拌的條件下進(jìn)行，所述攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為300～500r/min，進(jìn)一步優(yōu)選為400～450r/min；攪拌的時(shí)間優(yōu)選為10～20min，進(jìn)一步優(yōu)選為15～18min。

在本發(fā)明中，所述步驟(3)中，發(fā)泡劑優(yōu)選為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～40％的過(guò)氧化氫溶液，進(jìn)一步優(yōu)選為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25～30％的過(guò)氧化氫溶液；發(fā)泡劑的添加量?jī)?yōu)選為固體混合料的3～5wt％，進(jìn)一步優(yōu)選為固體混合料的3.5～4wt％；穩(wěn)泡劑為十二烷基硫酸鈉；穩(wěn)泡劑的添加量?jī)?yōu)選為固體混合料的0.4～1wt％，進(jìn)一步優(yōu)選為固體混合料的0.5～0.8wt％。

在本發(fā)明中，所述步驟(3)中，反應(yīng)在攪拌的條件下進(jìn)行，所述攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為600～800r/min，進(jìn)一步優(yōu)選為700～750r/min；攪拌的時(shí)間優(yōu)選為10～20min，進(jìn)一步優(yōu)選為12～18min。

在本發(fā)明中，所述步驟(4)中，固化的溫度優(yōu)選為50～70℃，進(jìn)一步優(yōu)選為55～65℃；固化的時(shí)間優(yōu)選為10～14h，進(jìn)一步優(yōu)選為12～13h；所述養(yǎng)護(hù)優(yōu)選為常溫下養(yǎng)護(hù)6～8d，進(jìn)一步優(yōu)選為常溫下養(yǎng)護(hù)6.5～7d。

本發(fā)明還提供了所述鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的制備方法制備得到的鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，但是不能把它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

以下實(shí)施例所用鋼渣來(lái)源于唐山地區(qū)鋼廠排出的爐渣廢棄物，密度為 3.1～3.3g/cm 3，堿度為1.94，屬于中堿度鋼渣；硅灰來(lái)源于合肥安杉流體科技有限公司，密度為2～2.2g/cm 3。

實(shí)施例1

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取30g固體原料加入到燒杯中，分別加入固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料68wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌 15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中加入固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)與固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)，以 700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為90.26％，體積密度為295g/m 3，體積吸水率為69.37％，抗壓強(qiáng)度為0.29MPa。

實(shí)施例2

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，加入固體質(zhì)量為固體原料的17.8wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中加入固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉 (SDS)與固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)，以700r/min 的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d 得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為89.22％，體積密度為326kg/m 3，體積吸水率為63.55％，抗壓強(qiáng)度為0.24MPa。

實(shí)施例3

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，加入固體質(zhì)量為固體原料的19wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中加入固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉 (SDS)與固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)，以700r/min 的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d 得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為87.32％，體積密度為 332kg/m 3，體積吸水率為60.12％，抗壓強(qiáng)度為0.32MPa。

實(shí)施例4

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，加入固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃 (模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中加入固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)與固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)，以700r/min 的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d 得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為86.46％，體積密度為 410kg/m 3，體積吸水率為57.25％，抗壓強(qiáng)度為0.46MPa。

實(shí)施例5

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，，得固體原料；取30g固體原料加入到燒杯中，向其中加入固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料3wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為88.03％，體積密度為 556kg/m 3，體積吸水率為50.27％，抗壓強(qiáng)度為1.25MPa。

實(shí)施例6

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，向其中加入固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料5wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為90.03％，體積密度為 302kg/m 3，體積吸水率為66.27％，抗壓強(qiáng)度為0.225MPa。

實(shí)施例7

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，向其分別加入固體原料55wt％的水以及固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)為1.5)，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為88.90％，體積密度為368 kg/m 3，體積吸水率為59.37％，抗壓強(qiáng)度為0.49MPa。

實(shí)施例8

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，向其分別加入固體原料60wt％的水以及固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)為1.5)，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為90.26％，體積密度為 295kg/m 3，體積吸水率為69.37％，抗壓強(qiáng)度為0.29MPa。

實(shí)施例9

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，向其分別加入固體原料75wt％的水以及固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)為1.5)，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為87.08％，體積密度為 391kg/m 3，體積吸水率為63.56％，抗壓強(qiáng)度為0.49MPa。

實(shí)施例10

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，向其加入固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌 15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于55℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為92.16％，體積密度為 360kg/m 3，體積吸水率為63.62％，抗壓強(qiáng)度為0.45MPa。

實(shí)施例11

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，向其加固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于70℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為94.16％，體積密度為 177kg/m 3，體積吸水率為69.62％，抗壓強(qiáng)度為0.23MPa。

實(shí)施例12

對(duì)實(shí)施例1所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料進(jìn)行洗堿處理，使其呈中性。配置100g/mL的含Cu 2+溶液，將高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料置于金屬離子溶液(pH＝5)中，24h后取上層清液，采用ICP-AES測(cè)試金屬離子濃度。

所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的Cu 2+去除率達(dá)到85.60％。

實(shí)施例13

對(duì)實(shí)施例2所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料進(jìn)行洗堿處理，使其呈中性。配置100g/mL的含Cu 2+溶液，將高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料置于金屬離子溶液(pH＝5)中，24h后取上層清液，采用ICP-AES測(cè)試金屬離子濃度。

所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料Cu 2+去除率達(dá)到80.65％。

實(shí)施例14

對(duì)實(shí)施例9所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料進(jìn)行洗堿處理，使其呈中性。配置100g/mL的含Cu 2+溶液，將高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料置于金屬離子溶液(pH＝5)中，24h后取上層清液，采用ICP-AES測(cè)試金屬離子濃度。

所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料Cu 2+去除率達(dá)到94.95％。

實(shí)施例15

對(duì)實(shí)施例11所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料進(jìn)行洗堿處理，使其呈中性。配置100g/mL的含Cu 2+溶液，將高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料置于金屬離子溶液(pH＝5)中，24h后取上層清液，采用ICP-AES測(cè)試金屬離子濃度。

所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料Cu 2+去除率達(dá)到88.63％。

對(duì)比例1

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，向其中加入固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料1wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，置于50℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為70.92％，體積密度為 881kg/m 3，體積吸水率為35.16％，抗壓強(qiáng)度為1.55MPa。

對(duì)比例2

將100g鋼渣、16.06g硅灰以及23.56gAl 2O 3混合均勻，得固體原料；取 30g固體原料加入到燒杯中，向其中加入固體質(zhì)量為固體原料的20.4wt％的水玻璃(模數(shù)1.5)以及固體原料59.6wt％的水，以400r/min的攪拌速率攪拌15min，配制成地質(zhì)聚合物漿料。在漿料中分別加入固體原料4wt％的過(guò)氧化氫溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)與固體原料0.6wt％的十二烷基硫酸鈉(SDS)，以700r/min的攪拌速率攪拌15min得到多孔地質(zhì)聚合物漿料。將多孔地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，分別置于30℃的干燥箱中固化12h后脫模，脫模后再于常溫養(yǎng)護(hù)7d得到多孔地質(zhì)聚合物吸附材料。

所得多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率為79.89％，體積密度為 488kg/m 3，體積吸水率為57.47％，抗壓強(qiáng)度為0.65MPa。

由實(shí)施例2～4可知，隨著水玻璃用量的增加，所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率降低，體積密度增加，體積吸水率降低，抗壓強(qiáng)度增大；

由實(shí)施例5、6和對(duì)比例1可知，隨著發(fā)泡劑用量的增加，所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率增加，體積密度降低，體積吸水率增加，抗壓強(qiáng)度減?。?/span>

由實(shí)施例7～9可知，隨著水含量的增加，所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率先增加后降低，體積密度先降低后增加，體積吸水率先增加后降低，抗壓強(qiáng)度先減小后增大；

由實(shí)施例10、11和對(duì)比例2可知，隨著固化溫度的增加，所得高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料的孔隙率增加，體積密度降低，體積吸水率增加，抗壓強(qiáng)度減小；

由以上實(shí)施例和對(duì)比例可知，本發(fā)明所述制備工藝可以通過(guò)調(diào)節(jié)水玻璃固體質(zhì)量、發(fā)泡劑含量、水含量以及固化溫度等控制樣品的孔隙率、抗壓強(qiáng)度、體積密度以及體積吸水率；本發(fā)明制備的高效多孔地質(zhì)聚合物吸附材料具有高孔隙率、高強(qiáng)度、高體積吸水率、低體積密度、比表面積大以及水通量大等優(yōu)異性能，可以有效的吸附水中金屬離子。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

鋼渣基多孔地質(zhì)聚合物吸附材料及其制備方法.pdf