CN108311124A - 一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用 - Google Patents

一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用；所述方法：在三口烧瓶中加入粉煤灰、蒸馏水和无水乙醇，用超声波分散，得到混合体系；逐步滴加3―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液，恒温反应，抽滤得到灰色粉末；用乙醇和稀氢氧化钠溶液洗涤，真空干燥，即可。本发明还涉及改性粉煤灰的应用；本发明制备方法所用料来源广泛，制备工艺简单、制备过程中无剧烈化学反应，无有害物质释放，不污染环境，回收容易，活化处理简便，可重复使用，有利于工业生产；本发明改性方法可将粉煤灰的吸附容量提高10倍以上，应用范围广，具有推广应用的价值。

Description

一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用
技术领域
本发明属于水污染净化技术领域，尤其涉及一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用。
背景技术
随着我国染料、纺织、皮革、造纸等工业不断发展，各类染料废水的排放量也日趋增大。少量的染料就会对环境造成严重污染，其不仅会对水生生物以及人类造成危害，例如引起急性中毒、诱发各种疾病、导致基因突变等。而且，水体中浓度很低的染料也会表现出明显的颜色，这将会阻碍水生生物的光合作用，从而对生态环境造成严重破坏。所以，在染料废水排放入自然水体之前必须对其进行净化处理。到目前为止，已有许多方法例如膜分离、絮凝沉淀、氧化、电催化降解、光催化降解、微生物降解、吸附等被应用到了染料废水的处理上。其中，吸附法是较好的方法，而成本低的吸附剂是吸附法实现工业化的关键。
工业废渣粉煤灰，其排放量逐年增加。随着不可再生能源逐渐短缺以及环境问题日益严重，固体废渣粉煤灰是否得到有效处理引起了人们的普遍关注。粉煤灰具有稳定的理化性质、大的比表面积，且表面分布大量微孔，在污水处理领域具有很大的应用潜力。但是纯的粉煤灰吸附容量低。且酸改性、碱改性、盐改性、表面活性剂改性等改性方法使粉煤灰的吸附容量提高有限。而超支化聚硅氧烷具有大量活性末端基团以及特殊空腔，可吸附包埋离子，小分子，因此本发明利用超支化聚硅氧烷改性粉煤灰，可显著提高粉煤灰的吸附容量，为其工业化应用提供条件。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法及应用。
第一方面，本发明涉及一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，所述方法是通过水解缩合反应在粉煤灰表面接枝超支化聚硅氧烷，其合成原理如下所示：
优选的，所述超支化聚硅氧烷单体为3-氨丙基三乙氧基硅烷。
优选的，所述方法中所涉及的接枝率为10-40％。
优选的，所述方法步骤具体为：
步骤1，在三口烧瓶中加入粉煤灰、蒸馏水和无水乙醇，用超声波分散，得到均匀的混合体系；
步骤2，将混合体系搅拌，然后逐步滴加3―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液，恒温反应，反应完毕后抽滤得到灰色粉末；
步骤3，将得到的灰色粉末用乙醇和稀氢氧化钠溶液洗涤，除去未反应的氨基硅氧烷，真空干燥，得到超支化聚硅氧烷改性的粉煤灰。
优选的，所述粉煤灰、蒸馏水和无水乙醇的的质量比为1:(0.7～2)：(50～90)。
优选的，步骤1中，所述分散时间为30min。
优选的，步骤2中，所述3―氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量比为(8～20)：(15～40)。
优选的，步骤2中，所述搅拌的温度为25℃-40℃。
优选的，步骤2中，所述反应的温度为50℃～85℃，反应时间为5-8h。
优选的，所述粉煤灰、3―氨丙基三乙氧基硅烷和步骤(2)中乙醇的质量比为1：(8～20)：(15～30)。
第二方面，本发明还涉及前述的超支化聚硅氧烷改性粉煤灰用于吸附孔雀石绿的应用，具体步骤如下：
(1)称取一定量的孔雀石绿配置成一定浓度的孔雀石绿溶液，得到在模拟孔雀石绿染料废水；
(2)取50ml模拟孔雀石绿染料废水，在磁力搅拌辅助，一定温度下，加入一定量的所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰，一定时间之后过滤取滤液，用分光光度法测定滤液中孔雀石绿的浓度；
(3)计算得到改性粉煤灰对孔雀石绿的去除率和吸附容量，得知粉煤灰经过超支化聚硅氧烷改性后，对孔雀石绿的吸附容量提高13倍。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明制备方法所用料来源广泛，制备工艺简单、制备过程中无剧烈化学反应，无有害物质释放，不污染环境，回收容易，活化处理简便，可重复使用，有利于工业生产。
(2)本发明制备方法中所涉及的超支化聚硅氧烷末端的氨基可与大多数吸附质产生氢键，而且超支化聚硅氧烷的特殊空腔可吸附包埋吸附质，这二者的协同作用可大幅度提高粉煤灰的吸附容量，本发明改性方法可将粉煤灰的吸附容量提高10倍以上，应用范围广，具有推广应用的价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1，在三口烧瓶中加入1份粉煤灰、0.8份蒸馏水和70份无水乙醇，用超声波分散30min，得到混合体系；
步骤2，将混合体系置于25℃-40℃下搅拌，然后逐步滴加20～30份3―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液(其中，3―氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量比为8：15)，在60℃下恒温反应6-8h,反应完毕后抽滤得到灰色粉末；
步骤3，用乙醇和稀氢氧化钠溶液洗涤，除去未反应的氨基硅氧烷，真空干燥后得到超支化聚硅氧烷改性的粉煤灰。
实施例2
本实施例涉及一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1，在三口烧瓶中加入1份粉煤灰、1份蒸馏水和80份无水乙醇，用超声波分散30min，得到混合体系；
步骤2，混合体系置于25℃-40℃下搅拌，然后逐步滴加30份3―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液(其中，3―氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量比为20：40)，在76℃下恒温反应5-7h,反应完毕后抽滤得到灰色粉末；
步骤3，用乙醇和稀氢氧化钠溶液洗涤，除去未反应的氨基硅氧烷，真空干燥后得到超支化聚硅氧烷改性的粉煤灰。
实施例3
本实施例涉及一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1，在三口烧瓶中加入1份粉煤灰、1.2份蒸馏水和75份无水乙醇，用超声波分散30min，得到混合体系；
步骤2，将得到混合体系置于25℃-40℃下搅拌，然后逐步滴加40份3―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液(其中，3―氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量比为15：20)，在80℃下恒温反应6-8h，反应完毕后抽滤得到灰色粉末；
步骤3，用乙醇和稀氢氧化钠溶液洗涤，除去未反应的氨基硅氧烷，真空干燥后得到超支化聚硅氧烷改性的粉煤灰。
通过本发明实施例1-3方法制备得到的超支化聚硅氧烷改性粉煤灰，其用于吸附孔雀石绿的应用，具体步骤如下：
(1)称取一定量的孔雀石绿配置成一定浓度的孔雀石绿溶液，得到在模拟孔雀石绿染料废水；
(2)取50ml模拟孔雀石绿染料废水，在磁力搅拌辅助，一定温度下，加入一定量的所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰，一定时间之后过滤取滤液，用分光光度法测定滤液中孔雀石绿的浓度；
(3)计算得到改性粉煤灰对孔雀石绿的去除率和吸附容量，得知粉煤灰经过超支化聚硅氧烷改性后，对孔雀石绿的吸附容量提高13倍。
本发明制备方法中所涉及的超支化聚硅氧烷末端的氨基可与大多数吸附质产生氢键，而且超支化聚硅氧烷的特殊空腔可吸附包埋吸附质，这二者的协同作用可大幅度提高粉煤灰的吸附容量，本发明改性方法可将粉煤灰的吸附容量提高10倍以上，应用范围广，具有推广应用的价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，所述方法是通过水解缩合反应在粉煤灰表面接枝超支化聚硅氧烷，其合成原理如下所示：
2.如权利要求1所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，所述超支化聚硅氧烷单体为3-氨丙基三乙氧基硅烷。
3.如权利要求1所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，所述方法中所涉及的接枝率为10-40％。
4.如权利要求1-3任意一项所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，所述方法步骤具体为：
步骤1，在三口烧瓶中加入粉煤灰、蒸馏水和无水乙醇，用超声波分散，得到均匀的混合体系；
步骤2，将混合体系搅拌，然后逐步滴加3―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合溶液，恒温反应，反应完毕后抽滤得到灰色粉末；
步骤3，将得到的灰色粉末用乙醇和稀氢氧化钠溶液洗涤，除去未反应的氨基硅氧烷，真空干燥，得到超支化聚硅氧烷改性的粉煤灰。
5.如权利要求4所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述粉煤灰、蒸馏水和无水乙醇的的质量比为1:(0.7～2)：(50～90)。
6.如权利要求4所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述分散时间为30min。
7.如权利要求4所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述3―氨丙基三乙氧基硅烷与乙醇的质量比为(8～20)：(15～40)。
8.如权利要求4所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述搅拌的温度为25℃-40℃。
9.如权利要求4所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述反应的温度为50℃～85℃，反应时间为5-8h。
10.一种如权利要求1所述的超支化聚硅氧烷改性粉煤灰用于吸附孔雀石绿的应用，具体步骤如下：
(1)称取一定量的孔雀石绿配置成一定浓度的孔雀石绿溶液，得到在模拟孔雀石绿染料废水；
(2)取50ml模拟孔雀石绿染料废水，在磁力搅拌辅助，一定温度下，加入一定量的所述超支化聚硅氧烷改性粉煤灰，一定时间之后过滤取滤液，用分光光度法测定滤液中孔雀石绿的浓度；
(3)计算得到改性粉煤灰对孔雀石绿的去除率和吸附容量，得知粉煤灰经过超支化聚硅氧烷改性后，对孔雀石绿的吸附容量提高13倍。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108889269A (zh) * 2018-08-02 2018-11-27 深圳市新诺生态环保技术有限公司 一种功能化粉煤灰的制备方法
CN108889280A (zh) * 2018-08-02 2018-11-27 深圳市新诺生态环保技术有限公司 一种粉煤灰-壳聚糖复合颗粒吸附材料的制备方法
CN108927104A (zh) * 2018-08-02 2018-12-04 深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司 一种质子化粉煤灰的制备方法
CN115057667A (zh) * 2022-06-10 2022-09-16 厦门海投建材有限公司 一种自密实混凝土及其生产工艺
CN117327441A (zh) * 2023-09-15 2024-01-02 苏州佩琦材料科技有限公司 一种电子束固化的高电阻绝缘涂料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101658782A (zh) * 2009-08-24 2010-03-03 淮阴师范学院 凹凸棒粘土改性制备吸附剂的方法
CN103071465A (zh) * 2013-01-14 2013-05-01 杜亚丽 微米级球形粉煤灰聚合粒子的制备方法
CN106423109A (zh) * 2016-10-04 2017-02-22 青岛大学 一种阳离子改性飞灰吸附剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101658782A (zh) * 2009-08-24 2010-03-03 淮阴师范学院 凹凸棒粘土改性制备吸附剂的方法
CN103071465A (zh) * 2013-01-14 2013-05-01 杜亚丽 微米级球形粉煤灰聚合粒子的制备方法
CN106423109A (zh) * 2016-10-04 2017-02-22 青岛大学 一种阳离子改性飞灰吸附剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郑水林 等: "《粉体表面改性》", 30 September 2011, 中国建材工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108889269A (zh) * 2018-08-02 2018-11-27 深圳市新诺生态环保技术有限公司 一种功能化粉煤灰的制备方法
CN108889280A (zh) * 2018-08-02 2018-11-27 深圳市新诺生态环保技术有限公司 一种粉煤灰-壳聚糖复合颗粒吸附材料的制备方法
CN108927104A (zh) * 2018-08-02 2018-12-04 深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司 一种质子化粉煤灰的制备方法
CN115057667A (zh) * 2022-06-10 2022-09-16 厦门海投建材有限公司 一种自密实混凝土及其生产工艺
CN117327441A (zh) * 2023-09-15 2024-01-02 苏州佩琦材料科技有限公司 一种电子束固化的高电阻绝缘涂料及其制备方法
CN117327441B (zh) * 2023-09-15 2024-05-03 苏州佩琦材料科技有限公司 一种电子束固化的高电阻绝缘涂料及其制备方法

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