[發明專利]一種水處理用復合材料、其制備方法及應用

無效

• 申請號: 200910046908.5
• 申請日: 2009-03-03
• 公開（公告）號: CN101481155A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 許建紅;高乃云;唐玉霖;楚文海;張可佳
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/70
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種吸附和還原材料的制備方法及以該材料去除水中高氯酸根離子的方法。?

背景技術

現在已對納米鐵展開了很多的研究，Zhong?Xiong等研究1.8g/l的納米鐵在高鹽水的環境中對高氯酸鹽的去除，結果表明在溫度為95℃，投加NaCl為6％(w/w)的情況下，有90％的高氯酸鹽在7h之內就能完全降解。Hyeok?Choi等采用硝酸鐵和炭通過濕潤法，在300℃高溫下煅燒使硝酸鐵中的硝酸根離子轉化為NO₂或NO跑掉，而轉化為Fe₂O₃，然后把pH值調節到6.5以上，配置過量的NaBH₄的溶液對復合材料進行還原，而制取了納米鐵和炭的復合材料，然后再放入Pd(CH3CO₃)₂溶液中負載催化劑Pd，從而得到GAC/ZVI/Pd，研究表明該復合材料對PCBs有很好的降解效果。陳新慶，潘丙才等在新型樹脂基水合氧化鐵對水體中微量砷的吸附性能研究采用了中國專利申請號為200510095177.5的專利申請中所述的方法，結果表明固載有水合氧化鐵的樹脂對水溶液中As(V)的吸附受pH影響較小，且在有競爭離子共存時對As(v)有很高的選擇性。動態穿透實驗表明，As(V)經該樹脂處理后可達到中國和美國的飲用水標準，而且其處理量比固載前樹脂提高了30多倍。?

由于高氯酸根離子一般都呈化學惰性，很難被一般的還原劑還原，生物降解一般都會帶來生物污染，上述Zhong?Xiong等采用納米鐵在濃鹽水的環境下降解，會造成排出的水是濃鹽水，要進一步反滲透去除食鹽。同時去除率在7h之內只有90％能降解。在有其他離子干擾的情況下，降解效果不好。?

參考文獻：?

[1]Zhong?Xiong，Dongye?Zhao，Rapid?and?complete?destruction?of?perchlorate?in?waterand?ion-exchange?brine?using?stabilized?zero-valent?iron?nanoparticlesion-exchange?brine?using?stabilized?zero-valent?iron?nanoparticles。Water?research41(2007)3497-3505，?

[2]Hyeok?Choi，Souhail?R.Al-Abed，Shirish?Agarwal，Synthesis?of?Reactive?Nano-Fe/PdBimetallic?System-Impregnated?Activated?Carbon?for?the?Simultaneous?Adsorption?andDechlorination?of?PCBs?Chem.Mater.2008，20，3649-3655?

[3]陳新慶，潘丙才新型樹脂基水合氧化鐵對水體中微量砷的吸附性能研究，離子交換與吸附，2007，23(1)：16～23?

發明內容

為了解決以前所存在的技術難題，本發明是提供一種負載有水合氧化鐵、CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)和納米鐵顆粒活性炭的復合材料，縮短了反應時間，溫度為90℃的條件下，在7h內能把去離子水配的低濃度高氯酸根離子溶液降解到99％以上，在16h內能把自來水出廠水含有低濃度高氯酸鹽降低到飲用水標準(也就是在美國實行的健康標準24.5μg/L以下)。?

先用FeSO₄·7H₂O或FeCl₃·7H₂O或FeCl₂·4H₂O或Fe₂(SO₄)₃·9H₂O和活性炭(負載CTAB)混合加熱，對鐵鹽水解一段時間，再加無水乙醇和去離子水配成溶液，再往溶液中加NaOH，此操作方法能在炭上形成水合氧化鐵及炭上負載的CTAB對水中高氯酸鹽有很強吸附作用。再在此混合溶液中加入分散劑，用過量NaBH₄溶液對上述溶液進行還原反應，此操作方法能在炭上負載納米鐵，對高氯酸根離子有很強還原降解作用。總體思路就是炭上負載了水合氧化鐵和負載在炭上的CTAB，對高氯酸鹽有一種特別的吸附和絡合作用，然后用炭上負載納米鐵在有離子濃度的水溶液中形成一個原電池來對含高氯酸根離子的水溶液進行還原降解。?