[發明專利]鐵氫氧化物/海泡石復合砷吸附劑及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201410679476.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104353412A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 田娜;田熙科;楊超;羅東岳;周朝昕;王龍艷;朱蕾
• 申請（專利權）人: 武漢中地西能科技有限公司
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 周宗貴;劉榮

技術領域

本發明提供了一種鐵氫氧化物/海泡石納米復合砷吸附劑的制備方法及其應用，屬于水凈化技術領域。

背景技術

近些年來，地下水中的砷污染是一個全球性的威脅，已成為世界各地數以百萬計人們關注的重要問題，由于砷的高毒性和致癌性。長期接觸砷污染的水可對人類健康造成很大的負面影響，也可導致很多嚴重疾病的產生，如皮膚癌、肺癌以及膀胱癌等等。廣泛的地下水砷污染導致亞洲和美國大規模的砷中毒，特別是在印度、孟加拉國、越南、泰國、智利以及周邊的一些國家。無機砷通常存在兩種主要的氧化狀態，即亞砷酸鹽(NaAsO₂)和砷酸鹽(Na₂HAsO₄)，然而As(III)比As(V)的毒性更大，主要是由于As(III)具有更強的毒性和流動性。用于處理砷污染水的方法有很多，其中吸附法被認為是最有效的方法，因此開發設計簡單、高效、綠色經濟的水處理材料且同時滿足達到10μg/L的國家飲用水標準和具有高的吸附容量成為了全世界研究者們的共同目標。

發明內容

本發明提供了一種鐵氫氧化物/海泡石納米復合砷吸附劑，該吸附劑具有優異的除砷性能，同時其制備方法簡單、條件溫和，性能安全穩定。

實現本發明上述目的所采用的技術方案為：

一種鐵氫氧化物/海泡石納米復合砷吸附劑，所述吸附劑成粉末狀，采用以下方式制得：以可溶性鐵鹽和亞鐵鹽為原料，配置成溶液后加入海泡石粉末并充分攪拌，然后再將其與堿性溶液逐滴混合并攪拌，將所生成的沉淀物收集并水洗、干燥后，即可制得鐵氫氧化物/海泡石納米復合砷吸附劑。

本發明同時還提供了上述的鐵氫氧化物/海泡石納米復合砷吸附劑的制備方法，包括以下步驟：(1)、將可溶性亞鐵鹽和可溶性鐵鹽按照Fe²⁺：Fe³⁺＝1：2的摩爾比加入于無氧水中，充分攪拌后直至完全溶解，得到黃褐色的溶液；

(2)、將海泡石加入至上述黃褐色的溶液中，超聲分散并充分攪拌后，再加入磷酸氫二鈉溶液，攪拌均勻，即制得含鐵離子/海泡石溶液；

(3)、將碳酸鈉與氫氧化鈉溶液混合，配置堿性碳酸根溶液；

(4)、在室溫和機械攪拌的條件下，將已制備的含鐵離子/海泡石溶液和堿性碳酸根溶液逐滴混合并繼續攪拌，產生墨綠色的沉淀，在此過程中pH值恒定為10～11；

(5)、收集沉淀，在離心條件下，采用無水乙醇和蒸餾水洗滌，除去上清液；

(6)、最后將洗滌后的產物干燥，干燥后的固體研磨成粉末狀，即制得鐵氫氧化物/海泡石納米復合砷吸附劑。

所述的可溶性亞鐵鹽和可溶性鐵鹽為硫酸亞鐵和硫酸鐵。

所述的海泡石為直徑30nm的纖維狀粘土礦物。

步驟(5)中，在10000rpm轉速的離心機條件下進行洗滌。

步驟(6)中，所述的干燥步驟是在60溫度下，真空干燥4～10h。

本發明所提供的鐵氫氧化物/海泡石納米復合砷吸附劑能夠用于去除地下水或飲用水中的無機三價砷。

層狀雙金屬氫氧化物(LDHs)由于其豐富廉價、易于合成且具備優良的吸附能力，在砷污染水處理材料中是研究者們研究的重點和熱點。由于層間所帶電荷的差異使得其帶有結構正電荷，而且它還具有較大的比表面積，目前，層狀雙金屬氫氧化物在處理廢水中的陰離子、有機染料、重金屬離子等污染物方面都有所報道。