[發(fā)明專利]一種磁改性黃土吸附劑的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711149866.9
• 申請日: 2017-11-18
• 公開（公告）號: CN107890849B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王艷;張喜娜;王淑一;趙微微;胡登衛(wèi);趙衛(wèi)星
• 申請（專利權(quán)）人: 寶雞文理學(xué)院
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 北京精金石知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 強(qiáng)紅剛

本發(fā)明提供了一種磁改性黃土吸附劑制備方法及其應(yīng)用，該方法是將可溶性鐵鹽與堿混合，采用溶劑熱法合成得到納米級磁性Fe₃O₄，再將其與經(jīng)過活化處理的黃土混合后在150～200℃密閉條件下反應(yīng)，得到磁改性黃土吸附劑。本發(fā)明的磁改性黃土吸附劑對亞甲基藍(lán)的去除率達(dá)90％以上，同時(shí)吸附后利用磁性便于與水體分離；本發(fā)明原料廉價(jià)易得，制備工藝簡單，成本低，有利于工業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)吸附材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以黃土為原料，制備吸附劑的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著中國城市化、工業(yè)化的加速推進(jìn)，水處理問題越來越嚴(yán)重，而紡織工業(yè)中產(chǎn)生的染料廢水更是一個(gè)普遍而不容忽視的污染問題。染料大多數(shù)由有害的化學(xué)物質(zhì)(如聯(lián)苯胺和金屬等)構(gòu)成，有致癌和致突變的潛在危害，嚴(yán)重威脅到人類的生命安全和健康。

目前用于染料廢水處理的方法有沉淀、膜分離、離子交換、反滲透、微生物降解和光催化降解等(Water Research 95(2016)59-89)。其中，吸附技術(shù)在去除含染料工業(yè)廢水方面已成為一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，由于其成本低、效率高、操作簡單，已引起科學(xué)家的廣泛關(guān)注。吸附劑多具有較大的比表面積和復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)，其中土壤體系中的膨潤土、海泡石、凹凸棒土、高嶺土、蛭石、沸石等都被證明是很好的吸附材料。

磁分離水處理技術(shù)因具有處理工藝簡單、設(shè)備投入小、處理成本低、占地面積小和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)引起人們廣泛關(guān)注。作為一種新興吸附材料，磁性吸附材料可方便地將吸附材料與水體分離(Journal of Alloys and Compounds 688(2016)1019-1027；AppliedSurface Science 349(2015)988–996；環(huán)境工程學(xué)報(bào)10(11)6451–6456)，有利于材料的重復(fù)利用和污染物的集中處理，對重金屬離子和有機(jī)污染物有著良好的吸附效果。

黃土是一種來源廣泛、無毒、無二次污染、廉價(jià)易得的綠色水處理天然材料。全世界黃土分布的總面積大約有1300萬平方公里，占全球陸地面積的十分之一。在我國，黃土面積約64萬平方公里，而且黃土地形在我國發(fā)育得最為完善，規(guī)模也最為宏大。。黃土具有疏松、多孔的結(jié)構(gòu)特征，說明黃土具有一定的吸附性能，因此將黃土用于水污染處理既讓天然材料得到了合理利用，又能解決水環(huán)境污染問題，大大降低水污染處理成本。但是天然黃土的吸附效果較差，需要對其進(jìn)行改性以提高其吸附性能。

目前，黃土基吸附劑多為有機(jī)或無機(jī)改性黃土吸附劑。

CN105251465A公開了一種黃土衣康酸共聚物吸附劑的制備方法，以黃土為基體，以廉價(jià)且具生物相容性的衣康酸、甲基丙烯酸β-羥乙酯及N-乙烯基吡咯烷酮為功能單體，在有機(jī)交聯(lián)劑和引發(fā)劑作用下采用原位聚合法共聚而得，有望應(yīng)用于食品行業(yè)中污染物的去除。CN103754973A公開了一種黃土有機(jī)無機(jī)復(fù)合體吸附劑處理氯吡硫磷廢水的方法，得到的具有吸附作用的粘粒有機(jī)無機(jī)復(fù)合體為吸附劑對廢水中的氯吡硫磷進(jìn)行吸附處理，實(shí)現(xiàn)對氯吡硫磷廢水的處理。黃土基高分子吸附劑的制備與應(yīng)用，2014，何文娟，西北師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文，本文以黃土為原料，經(jīng)過高分子改性后用于污水處理，改性黃土吸附劑對重金屬離子和染料都具有很強(qiáng)的吸附性能。CN103071461A公開了一種黃原酸化黃土吸附劑的制備方法，所得黃原酸化黃土吸附劑的表面結(jié)構(gòu)比天然黃土更加疏松，比表面積大，對廢水中的重金屬銅離子和孔雀石綠具有很好的吸附性能，應(yīng)用于含重金屬銅離子與孔雀石綠染料的廢水處理中，具有吸附能力強(qiáng)、吸附容量大，可用于處理含有重金屬銅離子和孔雀石綠染料的廢水。而目前尚未報(bào)道過對黃土進(jìn)行磁改性，進(jìn)而得到吸附劑的方法。

雖然本發(fā)明人已在前期報(bào)道了將磁性載體技術(shù)與膨潤土相結(jié)合的方法，專利CN106975443A公開了將FeCl₃·6H₂O、乙二醇、醋酸鈉和檸檬酸反應(yīng)得到懸浮液，再將其與熱活化、酸活化的膨潤土反應(yīng)，得到磁改性膨潤土吸附劑，但是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，制備懸浮液時(shí)，當(dāng)改性的土壤類型為陜北黃土?xí)r，最終得到的吸附劑的吸附性能明顯下降，達(dá)不到廢水處理的吸附要求。