[發(fā)明專(zhuān)利]一種磁性吸附材料的制備方法及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710795987.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107469769A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳云海;陶小明;張冰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/20
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/48;C02F101/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 錢(qián)超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種磁性吸附材料的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

重金屬離子廢水主要來(lái)源于工業(yè)廢水，它對(duì)環(huán)境污染極大，對(duì)人體的傷害也最嚴(yán)重。這些工業(yè)廢水主要來(lái)源于礦廠以及有色金屬冶煉廠等排水。含鉛的廢水主要是來(lái)自于有機(jī)合成，農(nóng)藥，燃料，化工加工等行業(yè)，重金屬離子廢水很難被生物降解，容易吸附在水中的生物表面或生物體內(nèi)，這種危害將會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間，甚至一些重金屬離子在微生物的作用下，會(huì)轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬有機(jī)化合物，其中鉛會(huì)對(duì)人體的肝腎脾造成嚴(yán)重危害，活性炭材料作為一種性能優(yōu)良的吸附劑，具有孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、表面官能團(tuán)豐富、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可再生重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，在治理環(huán)境污染方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于廢水和廢氣治理領(lǐng)域。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)活性炭的性能要求也越來(lái)越高，普通活性炭就暴露出其灰分大，孔徑分布不均一，吸附選擇性差等缺點(diǎn)。針對(duì)這些缺點(diǎn)對(duì)活性炭進(jìn)行改性，可有效改進(jìn)活性炭的物理結(jié)構(gòu)特性和化學(xué)性質(zhì)和提高活性炭對(duì)某種物質(zhì)的吸附效果。其中負(fù)載金屬改性是利用活性炭對(duì)金屬離子的還原性和吸附性，先使金屬離子負(fù)載在活性炭表面，再利用活性炭的還原性，將負(fù)載在其上的金屬離子還原成單質(zhì)或低價(jià)態(tài)的離子。

顆粒活性炭對(duì)廢水中重金屬離子有吸附作用，通過(guò)合成負(fù)載銀鈷鐵氧化物的顆粒活性炭（Ag-CoFe₂O₄-GAC）作為吸附劑，應(yīng)用于含有重金屬離子廢水的處理過(guò)程中，可以極大地提高對(duì)重金屬的去除效果，由于具有磁性性能方便吸附劑的分離和重復(fù)利用。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問(wèn)題：本申請(qǐng)主要是提出一種磁性吸附材料的制備方法及其應(yīng)用，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在成本高、效果差等技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)方案：一種磁性吸附材料的制備方法，包括如下步驟：

第一步，采用水熱合成法制備Ag-CoFe₂O₄-GAC復(fù)合物的前驅(qū)體：將顆粒活性炭GAC經(jīng)過(guò)酸洗、堿洗后得到預(yù)處理后的GAC，然后將預(yù)處理后GAC與Co（NO₃）₂?6H₂O、Fe（NO₃）₂?9H₂O和AgNO₃混合并加入去離子水溶解、攪拌，攪拌均勻后得到的混合物放入反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，所述水熱反應(yīng)溫度為200-230℃，水熱反應(yīng)時(shí)間為18-20h，所述的GAC、Co（NO₃）₂?6H₂O、Fe（NO₃）₂?9H₂O和AgNO₃的質(zhì)量比為0.12:0.1450:0.4025:0.1260。

第二步，煅燒制備Ag-CoFe₂O₄-GAC復(fù)合物：水熱反應(yīng)過(guò)后得到的黑色產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，去離子水和乙醇洗滌至無(wú)色，得到的無(wú)色產(chǎn)物保持在60-70℃下干燥24-36h，干燥后的產(chǎn)物在450-500℃下煅燒3-6h，最后得到磁性吸附材料負(fù)載銀鈷鐵氧化物的顆粒活性炭Ag-CoFe₂O₄-GAC。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述第一步中Co（NO₃）₂?6H₂O的使用量為0.1450g、Fe（NO₃）₂?9H₂O的使用量為0.4052g、AgNO₃的使用量為0.1260g，顆粒活性炭GAC的使用量為0.12g，去離子水的體積80mL。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述第一步中酸洗、堿洗中的酸溶液為1mol/L鹽酸，堿溶液為1mol/L氫氧化鈉。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述第二步中煅燒時(shí)溫度上升的速度控制在1-2℃/min。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述第二步過(guò)濾的濾紙濾徑為30-50微米，洗滌順序?yàn)橄扔萌ルx子水洗再用乙醇洗。

另一方面，本發(fā)明還提供了利用本法的方法制成的一種磁性吸附材料在含有重金屬?gòu)U水處理方面的應(yīng)用。

有益效果：本申請(qǐng)所述一種磁性吸附材料的制備方法及其應(yīng)用采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、原材料獲取簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，無(wú)危險(xiǎn)性。