[發明專利]負載有氫氧化鑭的活性炭纖維吸附劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201110277602.8
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102350306A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 張玲;劉建勇;周奇;萬里華;劉凡清
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/32;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

??本發明涉及一種活性炭纖維吸附劑及其制備方法，特別是一種負載有氫氧化鑭的活性炭纖維吸附劑及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著人類活動的不斷增強，大量富含磷的生活污水、工業廢水以及施用農藥、化肥的農田水流進入江河湖海，造成水體的富營養化，水體磷污染日益嚴重。因此有效減少排放水中磷的含量已成為防治水體富營養化、治理水體污染的重要途徑，研究和開發新型除磷劑的已經成為環保領域十分迫切的任務。

目前國內外常用的廢水除磷方法主要包括化學法除磷、生物法除磷和吸附法除磷。

化學除磷法雖然對磷的去除率很高，但運行成本高；殘留的金屬離子不但使得出水色度增加，而且可能還會對生物產生慢性毒害作用；生物法除磷處理效果不易穩定，處理過程受溫度、溶解氧、pH值等外界因素影響較大。?

吸附法除磷是吸附劑的吸附點與污水中的磷酸根離子之間進行的一種親和吸附來進行除磷。這種方法與化學除磷法相比，具有除磷經濟高效，與生物除磷法相比，吸附比較穩定。并且吸附法除磷具有處理效果好、操作方便、工藝簡單且運行可靠等優點。

吸附法除磷的關鍵在于尋找一種恰當適用的吸附劑，要求吸附劑的吸附容量高、可以再生、性能穩定。

活性稀土鑭吸附劑吸附容量較一般吸附劑高，具有較好的吸附除磷效果。但由于活性稀土鑭一般是粉末狀的，難于直接應用于水處理過程，只有把它負載到機械強度較高、易成形的載體上才能實現柱操作。

活性炭纖維是一種新型吸附功能材料，具有獨特的細孔結構、微孔發達、來源廣泛、價格低廉、比表面積大、再生容易等吸附特性。但活性炭纖維對環境廢水中磷的親和作用力低、去除率不高，僅使用活性炭纖維來處理廢水很難達到標。

通過合適的制備手段將活性稀土鑭負載到活性炭纖維基體上來制備新型復合吸附除磷劑是一個理想的辦法。

發明內容

本發明目的之一在于提供一種負載有氫氧化鑭的活性炭纖維吸附劑。

本發明的目的之二在于提供該吸附劑的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種負載有氫氧化鑭的活性炭纖維吸附劑，其特征在于該吸附劑以活性炭纖維為基體，負載有氫氧化鑭，其中氫氧化鑭與活性炭纖維的重量比范圍為：0～0.85。

一種制備上述的負載有氫氧化鑭的活性炭纖維吸附劑的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：

a.?將可溶性鑭鹽溶于水中，配制成可溶性鑭鹽溶液，并調節該溶液的pH為10，然后置于超聲波中預處理2min，得到懸浮液；

b.?將活性炭纖維浸沒在步驟a所得懸浮液中，用超聲波處理10min；

c.?將步驟b所得固體取出并用去離子水進行洗滌，直到pH為7；

d.?將步驟c所得固體干燥后取出，即為負載有氫氧化鑭的活性炭纖維吸附劑。

上述可溶性鑭鹽為：硝酸鑭、氯化鑭等

上述步驟a中調節溶液pH所用試劑為：NaOH溶液、KOH等。

同現有技術相比，本發明中的制備方法是一種新型高效的超聲波輔助共沉淀法，由于超聲波的聲空化作用，在液體中產生周期性振蕩的效果使沉淀顆粒更細，更有效地進入活性炭纖維內部，有效提高負載量和縮短制備時間，所得到的除磷劑具有高吸附容量、高吸附速率等優點。

具體實施方式

實施例一：本實施例的具體步驟為：

1.?量取5?mL體積的摩爾濃度為0.05?mol/L硝酸鑭溶液盛于100?mL?燒杯中；

2.?用摩爾濃度為1mol/L的NaOH溶液逐步滴加到步驟1?中硝酸鑭溶液，攪拌均勻，直到pH為10，并置于超聲波中預處理2min；

3.?將活性炭纖維剪成0.4～0.6cm正方體塊，用去離子水洗滌數次后，在一定量的去離子水中浸漬、過濾、煮沸、干燥；

4.?將步驟3所得的活性炭纖維稱取0.1?g，加入步驟2所得到的懸浮液中，用超聲波處理10min，取出固體并用去離子水進行洗滌數次，直到pH為7，然后抽濾；

5.?將步驟4所得的固體放在真空干燥箱干燥，干燥溫度105°C，干燥時間5?h，待冷至室溫后，取出密封保存。

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實施例二：本實施例的具體步驟為：

1.?量取5?mL體積的摩爾濃度為0.07mol/L硝酸鑭溶液盛于100?mL?燒杯中；

2.?用摩爾濃度為1mol/L的NaOH溶液逐步滴加到步驟1?中硝酸鑭溶液，攪拌均勻，直到pH為10，并置于超聲波中預處理2min；