[發明專利]一種甲基對硫磷吸附材料制備方法及其用途

有效

• 申請號: 201710989845.1
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107715844B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 蔡言安;畢學軍
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 劉子成

本發明涉及給水處理領域，具體涉及一種飲用水源中甲基對硫磷吸附去除材料的制備方法及其應用。提供一種甲基對硫磷吸附材料，包括用乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基溴化銨同時進行改性的鐵錳氧化物；所述改性的鐵錳氧化物披覆于濾料表面，以過濾形式去除甲基對硫磷，以過濾形式去除甲基對硫磷，解決了直接投加于水中造成產泥量增加的問題，具有去除效率高、造價低廉等優點。

技術領域

本發明涉及給水處理領域，具體涉及一種飲用水源中甲基對硫磷吸附去除材料的制備方法及其應用。

背景技術

隨著社會經濟的高速發展，保障飲水安全成為重要的研究課題。作為含磷農藥，甲基對硫磷在農業發展過程中大量使用，導致某些飲用水源中甲基對硫磷含量超標。對于此類水源，對甲基對硫磷的去除成為凈水工藝核心。目前，去除甲基對硫磷的技術主要包括，生物降解、強化混凝、吸附分離。

生物降解甲基對硫磷無需化學藥劑，節省藥耗，但甲基對硫磷作為生物難降解污染物，其降解功能菌需要經歷一段馴化成熟期；而在該成熟期內，甲基對硫磷無法有效去除，水質難以保障。基于傳統“混凝-沉淀-過濾-消毒”凈水工藝，通過投加過量混凝劑對混凝階段加以強化，可以去除該污染物，但該方法不但使藥耗增加，還產生大量的化學污泥，增加后續處理負擔，實為耗能的一種處理技術。吸附是一種高效甲基對硫磷分離技術，在過濾階段，在活性炭為過濾介質，利用活性炭的吸附性能，可以實現對甲基對硫磷吸附去除，并且不妨礙濾池的過濾功能。顯然，基于現有傳統工藝，以具有吸附能力的材料作為濾池過濾介質，是一種可行的方法，不但減少了化學污泥的產生，而且無需經歷生物馴化階段，能保障水質。然而，活性炭價格昂貴、造價成本高，是該吸附技術的弊端。

鑒于此，研發新型廉價的吸附材料是解決造價成本高的重要手段。目前，研究發現，眾多新吸附材料中，鐵錳基氧化物具有良好的吸附能力。一方面，鐵錳基氧化物富含官能團，吸附容量大，能以化學配位絡合、氫鍵作用吸附污染物；另一方面，鐵錳基氧化物制備材料來源廣泛、廉價易得，解決了活性炭價格昂貴的弊端。但鐵錳氧化物對疏水性物質甲基對硫磷的去除能力有限。

發明內容

本發明解決的技術問題是基于現有傳統工藝，以具有吸附能力的材料作為濾池過濾介質，是一種可行的方法，但活性炭價格昂貴、造價成本高，是該吸附技術的弊端，而傳統的鐵錳氧化物對疏水性物質甲基對硫磷的去除能力又有限，甲基對硫磷吸附效果與造價成本不能兼顧。

為解決上述問題，本發明通過合成高效改性鐵錳基吸附材料，具有去除效率高、造價低廉等優點，解決了甲基對硫磷吸附效果與造價成本不能兼顧的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種甲基對硫磷吸附材料，包括用乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基溴化銨同時進行改性的鐵錳氧化物；所述改性的鐵錳氧化物披覆于濾料表面，以過濾形式去除甲基對硫磷，以過濾形式去除甲基對硫磷，解決了直接投加于水中造成產泥量增加的問題，具有去除效率高、造價低廉等優點。

一種制備上述甲基對硫磷吸附材料的制備方法，包括制備鐵氧化物、制備錳氧化物、混合改性；其中混合改性步驟為將鐵氧化物和錳氧化物混合并添加乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基溴化銨改性。具體包括以下步驟：

(1)準確稱量6.50g FeSO₄·7H₂O，并溶于500mL去離子水，配置成溶液。采用蠕動泵將60mL濃度為0.6mol/L的NaOH連續加入上述溶液，同時采用攪拌機不斷攪拌，控制蠕動泵加入流速為2mL/min，攪拌機轉速80rpm；繼續采用蠕動泵加入50mL濃度為0.1mol/L的過氧化氫溶液，控制蠕動泵加入流速為1.5mL/min，攪拌轉速不變。上述過程完成后，繼續攪拌1h(拌機轉速180rpm)后再靜置0.5h，倒棄上清液400mL，得到鐵氧化物的泥水混合物。

(2)將得到的鐵氧化物的泥水混合物，在25℃、轉速6000r/min條件下，采用離心機離心5min，棄上清液后得到鐵氧化物沉淀物。繼續將該沉淀物在110℃條件下，干燥1h，并研磨得到粉末狀鐵氧化物。