[發(fā)明專利]負(fù)載水合氧化鐵的活性炭纖維除磷劑的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210080837.2
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102600817A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玲;劉建勇;周奇;萬里華;劉凡清
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: B01J20/32
• 分類號: B01J20/32
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術(shù)領(lǐng)域

??本發(fā)明涉及一種復(fù)合除磷劑的制備方法，屬于吸附除磷劑制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。即一種負(fù)載了水合氧化鐵的活性炭纖維除磷劑的溶膠凝膠浸漬制備方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，水污染問題遍及全世界，特別是城市和工業(yè)區(qū)附近，水體污染尤為嚴(yán)重，即使發(fā)達國家也仍然未能完全解決水污染問題，世界面臨另一問題是水資源短缺。在一定程度上，制約了地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。隨著工業(yè)的飛速發(fā)展和農(nóng)村城市化水平的不斷提高，供水緊張和污水凈化將成為我國乃至世界各地面臨的主要難題之一。隨著人類對環(huán)境資源開發(fā)利用活動的日益增加，使大量含氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的生活污水、工業(yè)廢水排入江河湖泊中，增加了水體營養(yǎng)物質(zhì)的負(fù)荷，其直接后果是引起水體的富營養(yǎng)化。對于內(nèi)陸水體，磷是使水體富營養(yǎng)化的主要限制因素。因此有效減少排放水中磷的含量已成為防治水體富營養(yǎng)化、治理水體污染的重要途徑，研究和開發(fā)新型除磷劑的已經(jīng)成為環(huán)保領(lǐng)域十分迫切的任務(wù)。

目前國內(nèi)外常用的廢水除磷方法主要包括化學(xué)法除磷、生物法除磷和吸附法除磷。

化學(xué)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，并產(chǎn)生大量難于處理的污泥、容易造成二次污染，而且可能還會對生物產(chǎn)生慢性毒害作用；生物法除磷處理效果不易穩(wěn)定，處理過程受溫度、溶解氧、pH值等外界因素影響較大，出水總磷難以達到國家頒布的《城鎮(zhèn)污水處理污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B排放標(biāo)準(zhǔn)(TP≤1mg/L)，更不用提一級A排放標(biāo)準(zhǔn)(TP≤0.5mg/L)。

相比而言，吸附法具有工藝簡單、處理效果好、操作方便、且運行可靠等優(yōu)點，從一定程度上彌補了其他方法的不足。吸附法除磷是通過吸附劑上的吸附位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(xué)除磷法相比，具有除磷經(jīng)濟高效，可回收，無二次污染的特點，與生物除磷法相比，吸附比較穩(wěn)定，操作方便。

吸附法除磷的關(guān)鍵在于尋找一種恰當(dāng)適用的吸附劑，要求吸附劑的吸附性能優(yōu)秀、可以再生、性能穩(wěn)定，機械強度高，材料易得價格低廉。

鐵鹽材料易得，價格便宜，早前的主要應(yīng)用一般集中在化學(xué)除磷上，消耗量大，而且造成二次污染。鐵吸附劑吸附性能較好，具有較好的吸附除磷效果，但由于氧化鐵一般是粉末狀的，難于在實際應(yīng)用中回收，只有把它負(fù)載到機械強度較高、易成形的載體上才能實現(xiàn)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(jié)構(gòu)、微孔發(fā)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(huán)境廢水中磷的親和作用力低、吸附位點少、去除率不高，僅使用活性炭纖維來處理廢水很難達到標(biāo)。

通過合適的制備手段將水合氧化鐵負(fù)載到活性炭纖維基體上來制備新型吸附除磷劑是一個理想的辦法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是將水合氧化鐵負(fù)載到活性炭纖維基體上來制備一種既經(jīng)濟又有優(yōu)良吸附性能的新型吸附除磷劑。

本發(fā)明的目的之二在于提供該吸附劑的一種新型高效的制備方法。

本發(fā)明采用了溶膠凝膠—浸漬法，其特征在于具有以下的制備過程和步驟：

a.?配置10mL摩爾濃度為0.125～1.5?mol/L的硝酸鐵溶液；

b.?加熱40mL去離子水至100℃，逐步滴入上述a步驟中的硝酸鐵溶液，直到溶液成褐色為止。移開燒杯，停止加熱，冷卻后得到氫氧化鐵膠體溶液。

其反應(yīng)方程式為：Fe(NO₃)₃+3H₂O?→?Fe(OH)_3?(膠體)+3HNO₃；?

c.?將活性炭纖維剪成0.4～0.6?cm正方體塊，用水洗滌數(shù)次后，在去離子水中浸漬、過濾、干燥；

d.?將步驟c所得的活性炭纖維稱取0.5?g，加入步驟b所得到的溶膠液中，靜置浸漬；

e.?將步驟d所得的固體干燥，干燥溫度105°C，干燥完全后，待冷卻達到室溫，即得除磷吸附劑。

本發(fā)明中采用了溶膠凝膠—浸漬法，同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有操作步驟簡單，操作方法簡便，有效縮短制備時間，所得到的除磷劑具有低成本高吸附性能等優(yōu)點。

具體實施方式

實施例一：

本實施例的具體步驟為：

1.?配置10mL的0.125mol/L硝酸鐵溶液；

2.?加熱40mL去離子水至100℃，逐步滴入a中的硝酸鐵溶液，直到溶液成褐色為止。移開燒杯，停止加熱，冷卻后得到0.025mol/L的氫氧化鐵膠體溶液。