[發明專利]一種沸石負載納米電氣石材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710540815.2
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107511130B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 陸金馳;周云開;陳凱;黃金林;張敏
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/16
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發明公開了一種沸石負載納米電氣石材料及其制備方法和應用，制備方法包括如下步驟：將電氣石進行超細納米化處理得到的電氣石納米粉，制成電氣石納米漿料；將沸石浸漬在電氣石納米漿料中，超聲攪拌，使納米電氣石負載于沸石的內通道和表面上，然后將其過濾和烘干，在500～700℃煅燒，得到沸石負載納米電氣石材料。本發明沸石負載納米電氣石材料可去除微污染飲用水中的氨氮，且不產生副作用，微污染飲用水的氨氮的去除率達到90％以上，本發明將為微污染飲用水中氨氮深度去除提供新的材料和方法，具有十分重要的理論意義和應用價值。對于解決我國日益嚴重的飲用水資源缺乏和飲用水中氨氮污染的問題有著十分重要的意義。

技術領域

本發明屬于生態環境材料技術領域，更具體地，涉及一種沸石負載納米電氣石材料及其制備方法和應用。

背景技術

當前，我國飲用水中普遍存在氨氮污染問題，目前用以去除飲用水中氨氮的處理技術主要有曝氣法、折點加氯法、離子交換法和生物法。曝氣法是采用提高pH值將水中的氨氮排放到大氣中，對大氣造成污染，而且這些氨氮還會回到水體中，此工藝費用也較高。折點加氯法雖然可以有效的去除氨氮，但是氯的存在對人體是有害的。離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程，一般指水溶液通過樹脂時所發生的固-液界面離子相互交換的過程，受離子濃度、攪拌或流動速度、溫度、交換劑顆粒大小及交聯度等因素影響較大。生物法脫氮的周期較長且對處理溫度、時間有較高的要求。而且上述方法并不能從根本上使氨氮污染物無害化，正因為如此，促進人們對微污染飲用水中氨氮去除新方法的研究，為微污染飲用水中氨氮深度去除提供關鍵材料基礎和技術支持。

自從Kubo等發現并提出電氣石具有永久性自發電極化效應，能吸附并去除水中雜質而凈化水體，且能改變水體的氧化-還原電位，從而使的水分子團分離電解，實現水的活化，電氣石用于環境保護和水處理受到了國內外學者的廣泛重視。目前電氣石處理水工程來說，采取的方法一般是先將電氣石燒制成球，再浸沒于水中的方式，此種方式實際上是一種典型的高消耗資源的方式。因為電氣石球與水發生能量轉換和接觸反應的過程僅局限于球外表面的一個薄層上，球內部的電氣石并未起到任何作用，等于白白浪費了。將納米電氣石負載于一定的載體上，電氣石與介質的接觸面會大大增加，其處理水的效應會提高。而沸石是一種含水的架狀結構、多孔鋁硅酸鹽礦物，具有較大的比表面積、強的離子交換能力和吸附性能，在其結構中可以形成穩定的、分子尺寸的半導體納米團簇，因而沸石負載納米電氣石材料顯示出比其它載體更高的活性。而且天然沸石原料來源豐富、價格低廉，具有不亞于合成沸石的離子交換吸附性能，是一種很有前景的納米電氣石載體。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種沸石負載納米電氣石材料的制備方法。該方法將納米電氣石負載于沸石多孔結構中，制備成可以懸浮于飲用水中且可以順利與水分離的材料，利用沸石負載納米電氣石材料的吸附功能和永久性自發電極化效應，將飲用水中的氨氮吸附、快速富集并將之轉化去除。

本發明的另一目的在于提供一種上述方法制備的沸石負載納米電氣石材料。

本發明的再一目的在于提供上述沸石負載納米電氣石材料的應用。

本發明上述目的通過以下技術方案予以實現：

一種沸石負載納米電氣石材料的制備方法，包括如下具體步驟：

S1.將電氣石進行超細納米化處理得到的電氣石納米粉，加入水制成電氣石納米漿料；

S2.將沸石浸漬在電氣石納米漿料中超聲攪拌，使納米電氣石負載于沸石的內通道和表面上，然后將其過濾和烘干，在500～700℃煅燒，得到沸石負載納米電氣石材料。

優選地，步驟S1中所述電氣石納米漿料的濃度為10～25％，所述電氣石納米粉的粒徑為5～100nm。

優選地，步驟S2中所述沸石為斜發沸石、方沸石、片沸石或鈉沸石中的一種以上。