CN105130223A - 一种基于锂辉石矿渣的水凝胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于锂辉石矿渣的水凝胶的制备方法，涉及材料制备技术领域，本发明通过将锂辉石矿渣与强碱进行水热反应从锂辉石矿渣中提取得到锂辉石提取液，再加入酸调pH至7～9，硅酸钠和偏铝酸钠才能反应生成最多的硅铝酸盐的络合物，然后才能凝结成水凝胶。本发明使用方便，节能环保，制作简单。本发明的锂辉石矿渣来源于工业上利用锂辉石矿提取碳酸锂后产生的工业固体废渣，本发明变废为宝，原料成本低。制成的水凝胶具有一定的弹性，呈固体状态。

Description

一种基于锂辉石矿渣的水凝胶的制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，也涉及锂辉石矿渣的利用技术领域，具体涉及一种基于锂辉石矿渣的水凝胶及其制备方法。
背景技术
锂辉石矿渣是工业上利用锂辉石矿提取碳酸锂，主要应用于光伏产业后产生的工业固体废渣。锂辉石矿渣不仅放置占地，管理要人，且易随风雨流失，污染环境，危害农田，给社会和环境带来了沉重负担。随着环境保护形势日趋严峻，为了创建和谐、可持续发展型社会，对于工业废物的二次利用就显得愈发重要。因此如何处理锂辉石矿渣成了急需解决的问题。
目前针对锂辉石矿渣的主要处理途径有：（1）与其它硅酸盐复合制备强化陶瓷；（2）与水泥复合成为混凝土。但是这些途径对于锂辉石矿渣的回收利用量有限，无法最大限度的解决环境问题。
水凝胶在最近二三十年中一直是一个研究热点。各种不同组成、结构和性能的水凝胶已经被制备出来，并应用于生产和生活。但是基于锂辉石矿渣的水凝胶及其制备方法一些海洋生物如水母、海葵等，体内的含水量高达90%以上，但它们的身体依然具有较高的机械强度，并且能够对环境刺激做出迅速的响应。构成这些海洋生物的主要物质就是水凝胶。人体中一些软组织(如肌腱、韧带、半月板软骨等)也是由凝胶物质构成的,这些组织具有柔软、坚韧、抗冲击、低摩擦、通透性好等特点。并且现在的机器人技术已经突飞猛进，而仿生机器人的各部件大都需要用水凝胶材料制备得到的，但目前的人工生物组织都是由固体材料(如金属、陶瓷)制作的。它们虽具有高的机械强度,却不具有人体组织的那些优点。如果能制备出与人体软组织性能接近的水凝胶，并且还是用废弃物，锂辉石矿渣，那将是一种更好的选择。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于锂辉石矿渣的水凝胶的制备方法。
本发明的技术方案是：将锂辉石矿渣与强碱混合进行水热反应，取得提取液，再将提取液以酸调节pH至7～9，得到锂辉石矿渣的水凝胶。
本发明通过将锂辉石矿渣与强碱进行水热反应从锂辉石矿渣中提取得到锂辉石提取液，再加入酸调pH至7～9，硅酸钠和偏铝酸钠才能反应生成最多的硅铝酸盐的络合物，然后才能凝结成水凝胶。
当将提取液以酸调节pH至8时，取得的效果最好。
本发明使用方便，节能环保，制作简单。本发明的锂辉石矿渣来源于工业上利用锂辉石矿提取碳酸锂后产生的工业固体废渣，本发明变废为宝，原料成本低。制成的水凝胶具有一定的弹性，呈固体状态。
进一步地，本发明所述锂辉石矿渣与强碱的混合质量比为1︰1。以这种比例反应速度较快，消耗碱的量合理。
所述强碱选自氢氧化钠（NaOH），或氢氧化钾（KOH）。
所述酸为选自盐酸（HCl），或硫酸（H2SO4）。
所述水热反应的温度条件为50℃～100℃。该温度条件下反应较快。当水热反应的温度条件为70℃时，效果更显著。
附图说明
图1采用本发明制得的锂辉石矿渣的水凝胶的力学流变图。
具体实施方式
一、制备实例：
1、将锂辉石矿渣清洗，经干燥后加入强碱，加入水，在一定温度下，搅拌反应数小时，抽滤，得到提取液。
从上表可见：
1）当锂辉石矿渣与强碱的混合质量比为1︰1时，取得的效果最好。
2）当水热反应温度条件为70℃时，取得的效果最好。
2、向以上各例中的提取液中加入酸，调节pH，得到锂辉石矿渣的水凝胶。
从上表可见：
酸调节pH至5～9后，都可获得锂辉石矿渣的水凝胶，其中酸调节pH至8时，取得的效果最好。
图1为例1和例2制成的水凝胶力学流变图。通过对制得的水凝胶进行流变学的测试可以发现：由于弹性模量始终大于粘性模量，并且弹性模量要比粘性模量大一个数量级，充分证明了，水凝胶是固体状态并且具有一定的弹性。

Claims (7)

1.一种基于锂辉石矿渣的水凝胶的制备方法，其特征在于：将锂辉石矿渣与强碱混合进行水热反应，取得提取液，再将提取液以酸调节pH至7～9，得到锂辉石矿渣的水凝胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于将提取液以酸调节pH至8。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述锂辉石矿渣与强碱的混合质量比为1︰1。
4.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于所述酸为盐酸或硫酸。
6.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于所述水热反应的温度条件为50℃～100℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述水热反应的温度条件为70℃。
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