[發明專利]一種納米四氧化三鐵多孔重金屬吸附材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710777097.0
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107486132A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 龔迪;龔亮;唐誼平;雷鳴
• 申請（專利權）人: 湖南明裕環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;B01J13/02;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司44214
• 代理人: 吳偉文

技術領域

本發明涉及一種重金屬污水處理技術領域，尤其是一種納米四氧化三鐵多孔重金屬吸附材料的制備方法。

背景技術

隨著經濟發展，大量的工業廢水隨意排放，導致河流、土壤受到嚴重的重金屬離子污染，對人們的身體健康造成危害極大，與其他污染不同，重金屬污染具有以下特點：1、長期性； 2、富集性，在食物鏈從下至上逐步積累，3、不可逆性，4、潛伏性，在環境中很難降解，生物體內的重金屬很難去除，會對機體造成持久性的傷害，5、微量既可產生顯著毒性效應。

由于重金屬污染對環境介質污染具有隱蔽性、長期性、累積性的特點，治理難道非常大，是當今社會環保領域的重要難題，盡管針對重金屬污染已經研發了如化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法、蒸發濃縮法，吸附法、反滲透等方法，但是治理效果并不理想，其中，吸附法是利用多孔性固體吸附廢水(氣)中某些污染物，通過回收或除去這些污染物質，以達到凈化的目的，而其中最為關鍵的是吸附劑；

多孔材料就是一種包含著大量孔隙的材料，是一種由互相封閉或連通的空隙所構成的網狀結構的材料，孔洞的邊界或表面由支柱或平板構成。多孔材料必須滿足兩個條件：(1)存在大量的孔隙；(2)其孔隙必須滿足所希望其擁有的性能而存在；多孔材料按照孔隙開放程度分為三類：如果孔隙之間是相通的則為開孔，如果孔隙與周圍孔隙之間完全被實心固體分離則為閉孔，當然還有些材料的孔隙是半開半閉的，按照孔徑大小可以分為微孔材料、介孔材料和大孔材料，而按化學成分，還可以分為無機金屬、非金屬、生物有機、非生物有機等類別，目前常見的吸附劑有以下幾種：

1、多孔碳，多孔碳是指以碳為骨架，具有發達的孔洞結構的材料，廣泛應用于廢水和空氣治理領域，其包含活性炭、活性碳纖維、摻雜型和新型聚合物基碳以及介孔碳等，以活性炭最具有代表性，其是一種非極性的多孔材料，能夠吸附非極性或極性較弱的有機物，活性碳纖維由于巨大的比表面積的微孔，因此吸附性能優于活性炭，能夠吸收有機氣體，氮氧化物、胺類化合物、吸附催化臭氧和富集微生物，但是，多孔碳的合成比較困難，不適合于大規模生產，目前活性炭的使用量很大，但是活性炭存在使用壽命短、質量差、產量少、再生困難和損失率高等缺點；

2、硅膠，硅膠是具有很大比表面積的多孔性固體二氧化硅材料，是硅酸脫水后的產物，它主要用于干燥，能夠與特定的功能基螯合制備重金屬離子吸附劑，用硅膠作為吸附劑的固相載體主要是因為它化學性質穩定，不溶于水和許多溶劑，無毒無味；比表面積和孔洞結構比較容易控制，可滿足對不同物質的吸附，機械強度好，物質性質不易改變，表面具有硅羥基，容易與功能基鍵合，制備不同需要的吸附劑，但是，硅膠一旦吸附水或其他有機物質后，它的吸附能力會下降，循環使用性較差，并且在硅膠再生烘干時，如果溫度過高引起結構變化從而影響其吸附性能。

3、活性氧化鋁，它是一種比表面積大、高度分散和多孔的固體材料，主要通過浸漬活性組分，高溫煅燒制得，機械強度大，無毒無味、有較好的不溶性，能夠吸附水分和特定氣體(例如H2S)、Cr⁶⁺、P和As，特別是對于F有著很強的吸附性，但是，其受到pH的影響較大，而且不同水質條件下吸附量會有所區別，F解吸所需要的成本太高，不利于循環再生。

4、分子篩，分子篩是一種具有大量均勻微孔，其孔徑大小與分子直徑相當的硅鋁酸鹽化合物，所以它可以把小于孔徑的分子吸附，而把大于的擋在外面，它是由硅氧、鋁氧四面體組成基本的骨架結構，在晶格中存在著金屬陽離子來達到平衡電荷的目的，分子篩由于價廉、可再生、應用廣等特點而被應用于廢水和廢棄的凈化，主要有3A、4A、5A、10X、13X、13XAPG、富氧分子篩等種類，以滿足干燥、脫硫脫碳等不同的用途，但是，其循環穩定性和持久性較差，而且當凈化空氣時，水的存在會影響吸附污染物，導致吸附量下降。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種吸附性強的納米四氧化三鐵多孔重金屬吸附材料的制備方法。

本發明的技術方案為：一種納米四氧化三鐵多孔重金屬吸附材料的制備方法，包括以下步驟：

S1)、取適量制備好的SiO₂微球溶液倒入表面皿中，在60℃的烘箱中干燥12h得到三維微球模板，待完全干燥成塊狀后，取出備用；