本發明公開了一種硅酸鎂?水熱碳復合材料及其制備方法和應用，所述硅酸鎂?水熱碳復合材料包括塊狀多孔的硅酸鎂和球狀多孔的水熱碳，所述水熱碳負載在硅酸鎂的表面及孔隙內。制備方法，包括以下步驟：（1）制備硅酸鎂的分散液；（2）將碳源和有機酸加入到硅酸鎂的分散液中，進行水熱反應，反應完畢后過濾，得到沉淀產物；（3）將步驟（2）所得的沉淀產物加入到堿液中，以打通水熱碳阻塞的孔道，過濾后得到硅酸鎂?水熱碳復合材料。該硅酸鎂?水熱碳復合材料具有環保無毒，成本低，不易團聚等優點，對水體中陽離子型染料及重金屬有極強的吸附作用。

技術領域

本發明屬于環保吸附材料技術領域，尤其涉及一種硅酸鎂-水熱碳復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著經濟的發展，我國染料及重金屬污染廢水引發的環境問題也日益突出。大多數染料具有很強的化學穩定性和生物難降解性，因此能在水體中長時間的存在并造成嚴重的環境污染，重金屬不會通過自然界本身物理的、化學的或生物的作用凈化，其具有富集性，從而很難在環境中降解，同時通過各種方式進入人體使人類受到危害。染料還可以與環境中普遍存在的重金屬等（如鎘）發生協同效應形成復合污染，甚至形成難于揮發和生物降解的水溶性物質，導致其在環境中長期存在和累積，通過食物鏈在人體中富集，加重了機體的毒害作用。目前，為了減少染料及重金屬對環境的污染，光催化降解、膜過濾、絮凝與沉淀、電化學技術以及吸附等方法被應用于復合處理中。吸附法處理染料和/或重金屬污染水體因具有操作簡單、投資少、處理后出水水質好等特點而受到重視，但大部分吸附劑因吸附能力低，成本高，污染物去除量少等原因不能廣泛應用于工廠染料和/或重金屬污染水體的處理過程中，提高該方法的關鍵在于開發更加高效、環保、低成本的吸附劑材料。

近年來，碳材料，和天然礦物（硅藻土，膨潤土）等吸附劑均被運用于染料/重金屬污染水體的處理過程中。硅酸鹽是粘土礦物最常見的組成成分，粘土具有較大的比表面積、穩定的化學機械性能、良好的環境兼容性等特性，是水體污染修復固化最理想的材料之一。但是，硅酸鹽的吸附能力限制了其應用范圍。碳材料中的水熱碳因其合成簡單，并且在低溫下合成的水熱碳表面含有羥基、羧基等大量的官能團，對染料/重金屬污染水體具有良好的吸附性能。但是，水熱碳在水溶液中分散性能不好，極易發生團聚現象，因此使用也受限。目前，國內外已有關于利用水熱碳表面修飾粘土礦物的研究，并已運用于染料、重金屬等污染水體的處理過程中。但是天然礦物由于自身吸附能力有限，即使負載水熱碳后，吸附效果仍然不佳。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種環保無毒，成本低，不易團聚，對水體中陽離子型染料及重金屬有極強的吸附作用的硅酸鎂-水熱碳復合材料，相應地，還提供上述的硅酸鎂-水熱碳復合材料的制備方法，相應地，還提供上述的硅酸鎂-水熱碳復合材料在修復亞甲基藍和/或鎘污染廢水中的應用。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種硅酸鎂-水熱碳復合材料，其特征在于，所述硅酸鎂-水熱碳復合材料包括塊狀多孔的硅酸鎂和球狀多孔的水熱碳，所述水熱碳負載在硅酸鎂的表面及孔隙內。

上述的硅酸鎂-水熱碳復合材料，優選的，所述水熱碳的平均粒徑為500nm～1000nm，所述水熱碳負載量為硅酸鎂-水熱碳復合材料質量的20%～80%。

作為一個總的發明構思，本發明還提供一種硅酸鎂-水熱碳復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將硅酸鎂超聲分散到水中，得到硅酸鎂的分散液；

（2）將碳源和有機酸加入到步驟（1）所得的硅酸鎂的分散液中，進行水熱反應，反應完畢后過濾，得到沉淀產物；

（3）將步驟（2）所得的沉淀產物加入到堿液中，以打通水熱碳阻塞的孔道，過濾后得到硅酸鎂-水熱碳復合材料。

上述的硅酸鎂-水熱碳復合材料的制備方法，優選的，所述步驟（2）中，所述有機酸包括丙烯酸或乙烯基咪唑。