本發明屬于污染治理領域，尤其涉及一種組合物及其制備方法與在重金屬吸附中的應用。
背景技術：
重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬超標制品等人為因素所致。重金屬，是指比重大于5的金屬，包括金、銀、銅、鐵、鉛等。重金屬污染與其他有機化合物的污染不同，不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化，使有害性降低或解除；而重金屬具有富集性，很難在環境中降解。目前，中國由于在重金屬的開采、冶煉、加工過程中，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤引起嚴重的環境污染。隨廢水排出的重金屬，即使濃度小，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝類體表吸附，產生食物鏈濃縮，從而造成公害。因此，水體中重金屬的污染治理，已經成為了一個廣泛受到關注的嚴峻的問題。
現有技術中，通常使用吸附的方法來吸附處理水體中的重金屬。吸附，是指氣體以凝聚態或者類液態被吸附劑所容納的一個過程。吸附劑的比表面積越大，吸附效果越好。地聚合物是由法國的Davidovits教授提出的，由于地聚合物具有空間三維網絡狀鍵接結構，這使得地聚合物比金屬、高分子材料、水泥和陶瓷具有更高的高溫性能和機械性能。另一方面，地聚合物不需要高溫煅燒或燒結，制備過程對環境友好并且可以很好地被回收再利用，是一種可持續發展的“綠色環保材料”。現有技術中，地聚合物比表面積較小，對于廢水中重金屬的吸收能力較差。
因此，研發出一種組合物及其制備方法與在重金屬吸附中的應用，用于解決現有技術中，地聚合物比表面積較小，對于廢水中重金屬的吸收能力較差的技術缺陷，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明提供了一種組合物及其制備方法與在重金屬吸附中的應用，用于解決現有技術中，地聚合物比表面積較小，對于廢水中重金屬的吸收能力較差的技術缺陷。
本發明提供了一種組合物，所述組合物的原料包括：偏高嶺土粉和激活劑；
所述偏高嶺土粉和所示激活劑的投料比為1g:(0.5～1.5)mL。
優選地，所述偏高嶺土粉包括：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO，所述偏高嶺土粉的粒徑小于120目。
優選地，以質量份計，所述偏高嶺土粉包括：50～55份SiO2、25～35份Al2O3、1～2份Fe2O3、0.1～0.5份CaO和0.1～0.5份MgO。
優選地，所述偏高嶺土還包括：其它金屬氧化物；
所述其它金屬氧化物選自：錳氧化物、鈉氧化物、鉀氧化物以及稀有金屬氧化物中的一種或多種。
優選地，以質量份計，所述所述偏高嶺土粉包括：50～55份SiO2、25～35份Al2O3、1～2份Fe2O3、0.1～0.5份CaO、0.1～0.5份MgO和0.1～0.5份其它金屬氧化物。
優選地，所述激活劑為硅粉和氫氧化鈉溶液的混合物；
所述混合物中，硅粉和氫氧化鈉的摩爾比為(0.1～2.0):1。
本發明還提供了一種包括以上任意一項所述組合物的制備方法，所述制備方法為：
步驟一、混合：偏高嶺土粉和激活劑混合，得第一產物；
步驟二、冷凍升華：所述第一產物冷凍升華，得產品。
優選地，所述制備方法還包括：烘干；
所述烘干在所述冷凍升華后進行。
優選地，所述混合的溫度為15～180℃，所述混合的時間大于5min；
所述冷凍升華的溫度為-70～0℃，所述冷凍升華的壓力小于100Pa，所述冷凍升華的時間為2～48h。
本發明還提供了一種包括以上任意一項所述的組合物或以上任意一項所述的制備方法得到的產品在重金屬吸附領域的應用。
綜上所述，本發明提供了一種組合物，所述組合物的原料包括：偏高嶺土粉和激活劑；所述偏高嶺土粉和所示激活劑的投料比為1g:(0.5～1.5)mL。本發明還提供了一種上述組合物的制備方法，所述制備方法為：步驟一、混合：偏高嶺土粉和激活劑混合，得第一產物；步驟二、冷凍升華：所述第一產物冷凍升華，得產品。本發明還提供了一種上述組合物或上述制備方法得到的產品在重金屬吸附領域的應用。經實驗檢測可得，通過本發明提供的技術方案得到的產品，比表面積明顯增大，對于廢水中重金屬的吸附能力顯著增強。同時，本發明提供的技術方案，還具有制備方法簡單、產品結構穩定以及制備時間短的優點，適合規模化工業生產。
具體實施方式
本發明提供了一種組合物及其制備方法與在重金屬吸附中的應用，用于解決現有技術中，地聚合物比表面積較小，對于廢水中重金屬的吸收能力較差的技術缺陷。
下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
為了更詳細說明本發明，下面結合實施例對本發明提供的一種組合物及其制備方法與在重金屬吸附中的應用，進行具體地描述。
實施例1
稱取70g偏高嶺土粉1機械研磨后過120目篩，過篩后的粉末在65℃下烘干24h至恒重。經儀器分析可得，高嶺土粉1中，包括有：36.4gSiO2、19.6gAl2O3、1.4gFe2O3、1.05gCaO和0.21gMgO。
稱取0.25g硅粉和0.4gNaOH，溶于100mL水中，得激活劑1。
50g偏高嶺土粉1和80mL激活劑1在30℃條件下混合攪拌20min，得第一產物1。第一產物1在0℃、壓力20Pa條件下，冷凍升華7h。冷凍升華所得中間體，依次經過水洗和烘干，得產品1。
測定產品1的比表面積，經檢測所得，產品1的比表面積為15.471m2/g。
實施例2
稱取70g偏高嶺土粉2機械研磨后過120目篩，過篩后的粉末在65℃下烘干24h至恒重。經儀器分析可得，高嶺土粉2中，包括有：35gSiO2、17.5gAl2O3、0.7gFe2O3、0.07gCaO和0.07gMgO。
稱取0.28g硅粉和0.4gNaOH，溶于100mL水中，得激活劑2。
稱取50g偏高嶺土粉2和100mL激活劑2在30℃條件下混合攪拌20min，得第一產物2。第一產物2在-40℃、壓力20Pa條件下，冷凍升華7h。冷凍升華所得中間體，依次經過水洗和烘干，得產品2。
測定產品2的比表面積，經檢測所得，產品2的比表面積為21.236m2/g。
實施例3
稱取70g偏高嶺土粉3機械研磨后過120目篩，過篩后的粉末在65℃下烘干24h至恒重。經儀器分析可得，高嶺土粉3中，包括有：38.5gSiO2、24.5gAl2O3、1.4gFe2O3、0.35gCaO和0.35gMgO。
稱取0.30g硅粉和0.4gNaOH，溶于100mL水中，得激活劑3。
稱取45g偏高嶺土粉2和100mL激活劑2在30℃條件下混合攪拌20min，得第一產物3。第一產物3在-70℃、壓力20Pa條件下，冷凍升華7h。冷凍升華所得中間體，依次經過水洗和烘干，得產品3。
測定產品3的比表面積，經檢測所得，產品3的比表面積為12.281m2/g。
實施例4
本實施例為測定產品1～產品3對于廢水中Cu2+吸附能力的具體實施例。
稱取0.1g產品1加入到含有Cu2+濃度為20mg/L的廢水100mL中進行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法對上清液中的Cu2+濃度進行測定，吸附后銅離子的濃度為1.96mg/L。
稱取0.1g產品2加入到含有Cu2+濃度為20mg/L的廢水100mL中進行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法對上清液中的Cu2+濃度進行測定，吸附后銅離子的濃度為1.54mg/L。
稱取0.2g產品2加入到含有Cu2+濃度為20mg/L的廢水200mL中進行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法對上清液中的Cu2+濃度進行測定，吸附后銅離子的濃度為1.77mg/L。
稱取0.1g對照品1加入到含有Cu2+濃度為20mg/L的廢水100mL中進行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法對上清液中的Cu2+濃度進行測定，吸附后銅離子的濃度為5.30mg/L。
從實施例4可以得出，通過本發明提供的技術方案得到的產品，對于溶液中的具有良好的吸附能力。
實施例5
本實施例為測定產品1～產品3對于廢水中Cr3+吸附能力的具體實施例。
稱取0.1g產品1加入到含有Cr3+濃度為15mg/L的廢水100mL中進行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法對上清液中的Cr3+濃度進行測定，吸附后鉻離子的濃度為2.226mg/L。
稱取0.1g產品2加入到含有Cr3+濃度為15mg/L的廢水100mL中進行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法對上清液中的Cr3+濃度進行測定，吸附后鉻離子的濃度為1.544mg/L。
稱取0.2g產品3加入到含有Cr3+濃度為15mg/L的廢水200mL中進行吸附，待吸附平衡后，取上清液，使用火焰原子吸收法對上清液中的Cr3+濃度進行測定，吸附后鉻離子的濃度為1.782mg/L。
綜上所述，本發明提供了一種組合物，所述組合物的原料包括：偏高嶺土粉和激活劑；所述偏高嶺土粉和所示激活劑的投料比為1g:(0.5～1.5)mL。本發明還提供了一種上述組合物的制備方法，所述制備方法為：步驟一、混合：偏高嶺土粉和激活劑混合，得第一產物；步驟二、冷凍升華：所述第一產物冷凍升華，得產品。本發明還提供了一種上述組合物或上述制備方法得到的產品在重金屬吸附領域的應用。經實驗檢測可得，通過本發明提供的技術方案得到的產品，比表面積明顯增大，對于廢水中重金屬的吸附能力顯著增強。同時，本發明提供的技術方案，還具有制備方法簡單、產品結構穩定以及制備時間短的優點，適合規模化工業生產。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。