[發明專利]一種去除水中氯酸根的復合吸附材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210341934.2
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN102847519A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 陳興權;雷春生;米浩
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
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技術領域

本發明涉及一種去除水中氯酸根的復合吸附材料及具制備方法，具體涉及利用蔬菜纖維負載在納米碳管上制得的新型復合吸附材料處理經傳統物化法預處理后的含氯酸根污水的方法，屬于環境保護中污水凈化處理領域。

背景技術

氯酸根離子無論在酸性還是堿性溶液中，都有強的氧化性，氯酸根離子和常見的還原性離子不可以大量共存。如CIO^-和Fe₂⁺、S₂^-、HS^-、S0₃^2-、HS0₃^-等因為發塵氧化還原反應不可以大量共存。含氯酸根廢水主要來自氯系氧化劑在用于水處理、織物和紙漿漂白等多個鄰域處理后的產物。氯酸根具有強氧化性，穩定性不高，氯酸根與硝酸根的分子結構相似，是硝酸還原酶的競爭抑制劑，可抑制硝酸的還原過程，阻斷硝態氮的利用，同時，還產生有毒的次氯酸根。

目前，工程上普遍使用化學沉淀法或電解法處理含氯酸根廢水。化學沉瀉法具有技術成熟、投資少、處理成本低、適應性強、管理方便、自動化程度高等諸多優點，是含氯酸根污水的常規處理方法，但是處理過程中可能會引進新的離子，造成二次污染。電解法處理含氯酸根廢水，通過電解將氯酸根解離，流程簡單，但是耗電量大，不適合大量處理。

近年來，人們進一步研究改進傳化學沉淀法合電解法的同時，逐漸轉向生物法，生物法具有高效、節能、環境友好等優點，成為從廢水中脫除氯酸根等酸根離子和回收酸根離子，并將逐漸替代常處理方法，生物吸附技術以其具有吸附容量大、選擇性強、效率高、消耗少，能有效處理含低濃度氯酸根污水等諸多優點吸引了眾多研究人員的目光。

本發明為獲得一種價格低廉、吸附能力強的非活體生物吸附劑，提供了一種利用蔬菜纖維負載在納米碳管上制得的新型復合吸附材料，實現了部分生活垃圾的綜合利用，保護了環境，拓寬了污水生物處理過程吸附的選擇范圍，實現了廢棄物的資源化，具有良好的社會效益和經濟效益。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供了一種去除水中氯酸根的復合吸附材料及其制備方法，它是將蔬菜纖維經過4-氯-2-甲基苯胺發泡劑的作用卜，通過聚合反應負載在納米碳管上制得的新型復合吸附材料，本發明具有吸附效率高，操作簡單方便，成本低，出水穩定達到國家《污水綜合排放標準》，處即過程無二次污染等特點，充分利用了生產廢棄物，實現了以廢治廢的效果。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明吸附材料由蔬菜纖維負載住納米碳管上制得。

本發明活化的納米碳管制備方法為：

(1)以天然氣為原料，用甲烷化學氣相沉積法制備得到納米碳管粗產物；

(2)取30～40g納米碳管粗產物放入250mL，錐形瓶中，加入質量濃度為20％～30％HNO₃溶液中，將錐形瓶密封，使用超聲振蕩2h～3h，靜置20h～24h，然后過濾，保留濾渣，用蒸餾水將濾渣洗滌洗滌至中性，將濾渣在溫度為105～110℃烘干至恒重，烘干后研磨，得到純化納米碳管粉末；

(3)將純化后的納米碳管在600℃～700℃高溫卜煅燒30min～40min，得到活化的納米碳管，將活化的納米碳管研磨成粉末。

本發明蔬菜纖維的制備方法為：

(1)以蔬菜葉為原料，用質量濃度為40％～50％NaOH溶液浸泡15h后，過濾，將浸泡后的蔬菜葉在蒸餾水中清洗至中性，并去除葉肉保留疏菜的莖，即得蔬菜纖維；

(2)將蔬菜纖維在溫度為100～100℃烘干，將蔬菜纖維研磨成粉末。

本發明納米碳管負載蔬菜纖維的方法為：將納米碳管與蔬菜纖維按2∶1的質量比放入質量濃度40％～50％4-氯-2-甲基笨胺溶液中浸泡4h～5h，并不斷攪拌，然后過濾，用蒸餾水洗滌至中性，在溫度為120℃～150℃烘干至恒重，制得新型復合吸附材料。

所述蔬菜為白菜、青菜、生菜、芹菜等一種或者幾種。

本發明原理是：納米碳管表面負載的蔬菜纖維富含羥基、羧基等活性基團，這些基團可提供孤對電子與氯酸根表面形成絡合物和螯合物，使溶液中的酸根離子被吸附，納米碳管內部空隙多，使得吸附材料的吸附量得到很大的提高，從而達到從污水中去除氯酸根的目的。