[發明專利]一種加載β型羥基氧化鐵改性天然纖維素功能型材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201610118936.3
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105771911B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 楊勤
• 申請（專利權）人: 云南圣清環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F9/04
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左;于洪

本發明涉及一種加載β型羥基氧化鐵改性天然纖維素功能型材料及其制備方法與應用，屬于工業廢水處理技術領域。該材料的制備方法包括天然纖維素的制備、天然纖維素的改性和加載β型羥基氧化鐵三大步驟，所制得的功能型材料具有更多的吸附點位和多種吸附性能，能夠吸附水中的其他離子和鹽分，解決了目前含砷廢水深度處理面臨的濃鹽水處理難題。該功能材料吸附能力強，處理后的含砷廢水出水濃度低于0.05mg/L，能根據吸附的方式不同進行選擇性脫附，且易降解，無環境毒性，易于推廣應用。

技術領域

本發明屬于工業廢水處理技術領域，具體涉及一種加載β型羥基氧化鐵改性天然纖維素功能型材料及其制備方法與應用。

背景技術

砷是一種原生質毒物，可通過與蛋白和酶的巰基（—SH）相互作用（使蛋白質和酶在細胞內變性）以及增加細胞內的活性氧引起細胞損傷而產生毒性，已被美國疾病控制中心（CDC）和國際癌癥研究機構（IARC）確定為第一類致癌物質。砷還具有遺傳毒性，屬于世界衛生組織（WHO）優先控制污染物。

目前國內外除砷技術主要有沉淀法、離子交換法、膜分離法、生物法和吸附法等，而沉淀法和吸附法應用最多。預處理階段，沉淀法應用最為廣泛；深度處理階段，膜分離法、吸附法應用較多。其中，吸附法因為吸附劑的多樣性，可實現高效、低成本的生產而被廣泛應用。可用作吸附劑的材料有活性炭、殼聚糖、活性鋁、粉煤灰、骨碳、石灰、功能樹脂等。但是這些吸附劑大多不具有良好的孔狀結構,吸附量小等特點，且由于AsO2-和AsO43一般共存于含砷的廢水中，吸附后的產物具有較大的生物毒性。

理想的除砷吸附劑應該是既高效，又廉價，并且可以同時除三價砷和五價砷，所用的吸附劑能夠脫附再生。有報道關于球形棉纖維素作載體，研制成了載鐵(β-FeOOH)球形棉纖維素吸附劑(專利申請號: 200410019876.7)。這種新穎的吸附劑的制備及應用，國內外尚未見研究報道，吸附劑的主要活性成分為β型羥基氧化鐵(β-FeOOH），但是這種吸附劑的吸附位點較少。

結合目前含砷廢水處理項目中存在的普遍問題，傳統的工藝為：原水→曝氣氧化→絮凝沉淀→深度處理→出水。在這個工藝段中，絮凝沉淀采用的主要是化學沉淀、電絮凝等，雖然能夠去除水中大部分的重金屬離子和砷，但是這個過程中引入了Ca2+、Fe離子、Al3+、SO42-等離子，在深度處理階段，為達到現行的國家標準，一般在末端采用膜過濾、反滲透等深度處理工藝，雖然出水的砷含量能夠處理到0.01mg/L，但是產生的濃水電導率高、鹽分高、截留的砷離子也包括在里面，不能達到排放標準。這部分濃水具有處理難度大、成本高等特點。如果能研發出一種針對含砷廢水的深度處理的功能型吸附材料和工藝，將其實際應用中得到實際的工程中，實現達標排放，降低處理成本，這將為含砷及其他含重金屬廢水的治理帶來新的曙光。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種加載β型羥基氧化鐵改性天然纖維素功能型材料及其制備方法與應用。本發明采用甘蔗渣制成的天然纖維素，然后通過氧化、接枝共聚等方法對其改性，再加載β型羥基氧化鐵(β-FeOOH）制成環境友好型功能材料，該功能材料用于含砷廢水的處理，吸附水體中砷離子的同時，由于其具有更多的吸附點位和多種吸附性能，能夠吸附水中的其他離子和鹽分，解決了目前含砷廢水深度處理面臨的濃鹽水處理難題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種加載β型羥基氧化鐵改性天然纖維素功能型材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟（1），天然纖維素的制備：