[發明專利]一種介孔磁性微通道結構氧化鋁染料廢水吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310583217.5
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103611492A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 費曉韻;沈湘黔;馮小蘇;蔣愛建;陳冬青;景茂祥
• 申請（專利權）人: 南通水山環保設備有限公司
• 主分類號: B01J20/08
• 分類號: B01J20/08;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

技術領域

本發明屬于環保材料及應用技術領域，尤其涉及一種介孔磁性微通道結構氧化鋁染料廢水吸附劑及其制備方法。?

背景技術

隨著紡織工業的迅猛發展，印染廢水已成為我國水系環境的主要污染源；據國家統計局發布的環境統計數據顯示，2010年我國紡織廢水排放量高達24.55億噸，其中80%是染料廢水；這些染料廢水具有水量大、有機污染物濃度高、可生化性差、色度高、堿性大等特點，如果不經處理就大量排放到江河湖海中，不僅造成資源的極大浪費，還會破壞生態平衡，直接威脅人類的身體健康；因此，開發高效、簡便、快捷的染料廢水處理技術迫在眉睫。?

?目前，處理染料廢水的方法主要有：吸附法、混凝法、氧化還原法、生化法以及膜處理法等，其中吸附法因其具有價格低廉，吸附劑來源廣泛，吸附效率較高等優點而應用最多；氧化鋁(γ-Al₂O₃)是一類具有優良孔結構，較高比表面積，良好物理強度以及耐酸堿特性的金屬氧化物，已被廣泛的應用到廢水處理中；武漢理工大學的蔡衛權等[CN?201210159717.1]報道了一種對溫室氣體CO₂和重金屬Cr?(IV)具有良好吸附特性的堿金屬功能化氧化鋁基吸附劑；印度科學技術促進會的Patra等[Journal?of?Hazardous?Materials，2012，201-202，170-177]研究發現，經5次循環使用后，介孔γ-Al₂O₃球狀納米顆粒仍可去除水中70%的重金屬砷；印度羅爾克拉國立技術研究所的Mahapatra等[Ceramics?International，2013，39，5443-5451]研究了γ-Fe₂O₃/Al₂O₃納米復合粉體對剛果紅的吸附效果，結果表明，γ-Fe₂O₃/Al₂O₃納米復合粉體對水溶液中剛果紅的去除率高達90%以上；然而，這類氧化鋁吸附劑通常密度較高，難以在溶液中以懸浮態存在，且回收極為不便，容易形成二次污染，在應用上受到很大限制。

?近年來，磁性微通道結構材料的發展為廢水處理技術的發展提供了新思路；借助于微通道結構，材料密度可大幅度降低，有利于材料在溶液中保持穩定的懸浮狀態，此外，染料廢液可通過微通道結構在吸附劑內部自由流動，促進染料與吸附劑的充分結合；借助于外磁場，富集了染料的磁性吸附劑可以快速從廢水中分離，大幅度提高吸附劑的吸附能力和吸附效率，為吸附劑的工業化生產和應用奠定基礎；尖晶石型鎳鋅鐵氧體由于具有優良的磁學性能受到科技工作者的高度關注，其亦具有一定的吸附性能；將尖晶石型鐵氧體作為磁性微通道吸附劑的磁性

部分，并與氧化鋁相結合，可以開發出比表面積大、孔率高、磁性強，既有良好吸附能力，又可快速回收的微通道染料吸附劑，然而目前尚未見到使用介孔磁性微通道結構氧化鋁吸附劑處理染料廢水的報道。

發明內容

本發明的目的在于針對目前吸附劑存在的缺點，提供一種對有機染料吸附效率高、吸附速度快、可循環使用的介孔磁性微通道結構氧化鋁染料廢水吸附劑及其制備方法。?

本發明的發明目的是通過以下技術方案實現的：一種介孔磁性微通道結構氧化鋁染料廢水吸附劑，該吸附劑由磁性鎳鋅鐵氧體相(Ni0.5Zn0.5Fe2O₄)和高比表面積氧化鋁相(γ-Al₂O₃)構成，具有微通道結構，微通道直徑為1～10μm，長度為1～10?mm，比表面積為118～150?m²/g，管壁孔徑為1～15?nm。

一種介孔磁性微通道結構氧化鋁染料廢水吸附劑的制備方法，其具體步驟包括：

(1)?將有機酸與硝酸鋁、硝酸鐵、乙酸鋅、乙酸鎳混合于去離子水中，在室溫下攪拌20～30小時后得到溶液；

(2)?將溶液在60～80℃蒸發脫水，得到80～100?Pa·s的凝膠；

(3)?將凝膠置于紡絲機中，拉制為凝膠前驅體素絲，并在80～100℃下干燥20～30小時；

(4)?將凝膠前驅體素絲置于高溫爐中，在450～600℃焙燒1～4小時，即得到介孔磁性微通道結構氧化鋁染料吸附劑。