[發明專利]磁性納米碳去除水中腐殖酸的方法及磁性納米碳的再生方法

無效

• 申請號: 201310017415.5
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103086459A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 鄒金龍;代瑩;鐔英子;王雪;胡雨辰;張頔
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/58;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/34
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

技術領域

本發明涉及磁性納米碳去除水中腐殖酸的方法及磁性納米碳的再生方法。

背景技術

水體污染已成為世界范圍內廣泛關注的問題。腐殖酸是一種大分子天然有機物，廣泛存在于自然界水體中，是飲用水源中的主要有機物。有研究表明，其含量愈高，水質衛生狀況愈差。作為重要的天然配位體和載體，腐殖酸對天然水體中重金屬和有機污染物的有效性、毒性及其遷移特性等許多環境問題都有影響。腐殖酸亦是微量金屬的強絡合劑，會使水中金屬離子和微量元素含量下降，礦化度降低。而且，水體中的腐殖酸類天然有機物與重金屬離子的絡合反應使重金屬容易保持溶解狀態，并易發生隨水流遷移和易為生命有機體吸收。更為嚴重的是，自來水廠在水的氯化消毒處理過程中，氯與水中的腐殖酸等物質反應會產生一系列氯化副產物(主要為三鹵甲烷、鹵乙酸等)，易造成輸水系統中細菌的再度繁殖。而且，這些消毒副產物是對人體健康有害的“三致”物質(致癌、致突變、致畸)。因此，近年來對水體中腐殖酸類天然有機污染物的控制研究已成為水處理領域的熱點。

腐殖酸表面包含大量的活性基團，使得腐殖酸表面帶有較大的負電性，因而可能與帶正電性的物質發生一系列反應。而且，不同來源的腐殖酸所含羰基、酚羥基等基團的離解難易程度存在差異，這就使得水廠常規的混凝、沉淀處理工藝對腐殖酸的去除效果十分有限。有學者發現用粉末活性炭可以顯著地強化混凝對腐殖酸的去除效果，但是，粉末活性炭價格昂貴，且一次性使用、難以回收。也有學者用活性炭、麥飯石、金屬氧化物等材料吸附水中腐殖酸或用臭氧、光催化劑等氧化降解腐殖酸，這些方法共同存在的問題是使用過的材料不能回收，且易對水環境造成二次污染。

發明內容

本發明是要解決現有去除水中腐殖酸的方法去除效果不好并且使用的材料昂貴、無法回收的問題，提供磁性納米碳去除水中腐殖酸的方法及磁性納米碳的再生方法。

本發明的磁性納米碳去除水中腐殖酸的方法，按以下步驟進行：

一、將干燥的桔子皮與催化劑按質量比為1∶(0.5～3)的比例混合，在100℃的條件下干燥20～25h，然后放入管式爐中，在N₂氣氛下600-1100℃炭化0.5～1.5h，將得到的產物在80℃去離子水中清洗1.5～2.5h，然后在100℃的條件下干燥20～25h后得到制備的磁性納米碳；二、將步驟一制備的磁性納米碳投加到腐殖酸溶液中，調節pH為5～13，然后在18～25℃下恒溫振蕩10～300min，即完成磁性納米碳去除水中腐殖酸的方法；三、利用磁鐵對步驟二中的磁性納米碳進行回收，然后將回收的磁性納米碳置于管式爐中，在N₂氣氛下300～900℃炭化20～120min，再移入裝有50mL去離子水的容器中，然后在50℃的溫度下進行水浴25～35min，同時進行攪拌，再干燥后，即完成磁性納米碳的再生方法。

本發明的磁性納米碳去除水中腐殖酸的方法，通過控制磁性納米碳的制備，磁性納米碳的投量、反應溫度、反應時間、反應pH等條件，可以使磁性納米碳對水中腐殖酸有很好的去除能力，從而使磁性納米碳適用對水環境中腐殖酸類天然有機物的消除。

本發明的磁性納米碳的再生方法，通過以下步驟進行：利用磁鐵對吸附了腐殖酸的磁性納米碳進行回收，然后將回收的磁性納米碳置于管式爐中，在N₂氣氛下300～900℃炭化20～120min，再移入裝有50mL去離子水的容器中，然后在50℃的溫度下進行水浴25～35min，同時進行攪拌，再干燥后，即完成磁性納米碳的再生方法。

本發明的磁性納米碳再生方法，非常簡單、綠色環保，可以實現資源的循環再利用，最大限度地避免了二次污染。同時，節約了處理時間和成本，在環境污染物去除方面具有潛在的應用價值。

附圖說明

圖1是試驗1步驟一制備的磁性納米碳的X-射線衍射譜圖；

圖2是試驗1步驟三中再生的磁性納米碳的X-射線衍射譜圖；

圖3是試驗2步驟二的吸附試驗結果圖；

圖4是試驗3步驟二的吸附試驗結果圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的磁性納米碳去除水中腐殖酸的方法，按以下步驟進行：