[發(fā)明專(zhuān)利]一種除砷吸附劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810044831.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108097213A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉承斌;羅勝聯(lián);唐艷紅;魏元峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/20
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠

本發(fā)明公開(kāi)了一種除砷吸附劑及其制備方法，該吸附劑由四方纖鐵礦納米棒和碳纖維氣凝膠復(fù)合而成，其中四方纖鐵礦納米棒與碳纖維氣凝膠質(zhì)量比為(1?5):(5?30)。本發(fā)明所制備的除砷吸附劑對(duì)三價(jià)砷和五價(jià)砷的去除率分別達(dá)到了99.3％和92.7％以上，對(duì)砷的去除效果好；將除砷吸附劑填充至填充柱中，第一個(gè)循環(huán)可處理三價(jià)含砷廢水353BV，可處理五價(jià)含砷廢水1370BV，進(jìn)行到第五個(gè)循環(huán)，仍可處理三價(jià)含砷廢水350BV，可處理五價(jià)含砷廢水1350BV，不僅對(duì)含砷廢水的處理效率高，而且除砷吸附劑可以循環(huán)使用，可有效降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種除砷吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

廢水中的砷主要以五價(jià)砷和三價(jià)砷存在，具有高度穩(wěn)定性和毒性，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康都有極大危害。傳統(tǒng)沉淀和膜分離等方法很難實(shí)現(xiàn)砷的去除，吸附法是一種比較有效的除砷的方法。目前常見(jiàn)的吸附劑是活性炭和金屬氧化物顆粒。活性炭比表面積較大，填充到填充柱中，水流速度較快，水處理效率高，但是活性炭成本較高，對(duì)砷的吸附性較小，對(duì)廢水中的砷去除作用效果較差。金屬氧化物納米顆粒對(duì)砷吸附能力強(qiáng)，尤其低成本的納米氧化鐵；但是金屬氧化物納米顆粒在水中容易聚集，大幅削弱其對(duì)砷吸附容量；而且金屬氧化物納米顆粒一般是粉末狀，填充至填充柱中，水流速度極慢，水處理效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種砷吸附容量高，水處理效率高的除砷吸附劑及其制備方法。

本發(fā)明這種除砷吸附劑(Fe-NRs-CFA)是由四方纖鐵礦納米棒和碳纖維氣凝膠(CFA)復(fù)合而成，其中四方纖鐵礦納米棒(Fe-NRs)與碳纖維氣凝膠(CFA)質(zhì)量比為(1-5):(5-30)。

優(yōu)選的，所述的除砷吸附劑中四方纖鐵礦納米棒(Fe-NRs)與碳纖維氣凝膠(CFA)質(zhì)量比為1:(2-10)。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的除砷吸附劑中四方纖鐵礦納米棒(Fe-NRs)與碳纖維氣凝膠(CFA)質(zhì)量比為1:5。

這種除砷吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

1)棉花用水洗干凈，進(jìn)行干燥；接著在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行煅燒，得到碳纖維氣凝膠(CFA)；

2)將碳纖維氣凝膠、三氯化鐵、硫酸鈉混合均勻，放入到水中，然后在設(shè)定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾分離，去除濾液后，得到反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌和干燥后，得到除砷吸附劑(Fe-NRs-CFA)。

所述步驟1)中，煅燒溫度為550-800℃，煅燒時(shí)間為1.5-2.5h。

所述步驟2)中，碳纖維氣凝膠、三氯化鐵、硫酸鈉的質(zhì)量比為2.5:(2.7-16):(1.6-10)；碳纖維氣凝膠與水的質(zhì)量體積比為(2.5-7.5):600；設(shè)定溫度為100-150℃；反應(yīng)時(shí)間為4-7h。

所述砷吸附劑在去除含砷廢水中的應(yīng)用。

本發(fā)明砷吸附劑使用時(shí)，首先調(diào)節(jié)含砷廢水的pH至4-9，然后將除砷吸附劑加入到含砷的水溶液中，進(jìn)行攪拌反應(yīng)除砷；或?qū)⒊槲絼┨畛渲撂畛渲尯閺U水流經(jīng)填充柱，實(shí)現(xiàn)砷的去除。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明將四方纖鐵礦納米棒負(fù)載于碳纖維氣凝膠上，得到了一種除砷吸附劑，避免了納米棒團(tuán)聚而導(dǎo)致的砷吸附容量下降的缺陷，本發(fā)明的除砷吸附劑對(duì)三價(jià)砷和五價(jià)砷的去除率分別達(dá)到了98.1％和92.7％以上，對(duì)砷的去除效果好；將除砷吸附劑填充至填充柱中，第一個(gè)循環(huán)可處理三價(jià)含砷廢水353BV，可處理五價(jià)含砷廢水1370BV，進(jìn)行到第五個(gè)循環(huán)，仍可處理三價(jià)含砷廢水350BV，可處理五價(jià)含砷廢水1350BV，不僅對(duì)含砷廢水的處理效率高，而且除砷吸附劑可以循環(huán)使用，可有效降低成本。

附圖說(shuō)明