[發明專利]一種磁性可回收吸附材料的制備、回收和再生方法

有效

• 申請號: 201910403008.5
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110180502B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 劉海津;陳敏;劉國光;魏丹丹;張慧
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/34;B01J20/30
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種磁性可回收吸附材料的制備、回收和再生方法，本發明在檸檬酸修飾的碳酸氧鉍材料中引入Fe₃O₄合成了磁性可回收吸附材料Fe₃O₄/檸檬酸/碳酸氧鉍，該材料具有優良的吸附性能，吸附廢水后通過可見光照射可使其解吸，由于其具有磁性，可以通過磁鐵使材料回收，然后添加檸檬酸進行水熱反應實現該吸附材料的再生。本發明使用的原料廉價易得，合成及再生過程綠色環保，適合大規模生產，有望產生良好的經濟效益。

技術領域

本發明涉及吸附材料技術領域，更具體的說是涉及一種磁性可回收吸附材料的制備、回收和再生方法。

背景技術

隨著現代工業的發展，工業生產過程中的水污染嚴重危害著環境及人類的生活和生存，因此，污水處理越來越受到人們的重視。在目前的各種污水處理方法中，吸附是一種經濟、高效、操作簡單的處理方式，如沸石、二氧化硅、小麥殼、桔子皮、椰子殼、杏仁殼等天然高分子材料已經被研究和應用。在常規吸附中，吸附通常是自發進行的，而解吸(脫附)一般需要化學或能量輸入，因此，解吸對吸附劑的重復使用和成本的降低至關重要。

目前常用的解吸方法有升溫、減壓、沖洗、置換、磁化和超聲波脫附等，但是這些解吸方法中升溫、減壓、磁化和超聲是高耗能的方法，使用有機溶劑沖洗則會對環境造成二次污染，而置換的后果是吸附劑上又吸附了置換上去的物質，必須用別的方法使它們分離。

有研究者發現，光照可以改變吸附劑或吸附質的表面結構和性質，引起吸附和脫附行為的轉換，相比于上述方法，光照具有能耗低、易控制、無二次污染等顯著優點。吸附劑在脫附后可能喪失部分或全部吸附功能，可以通過一定的物理或化學方法恢復其原有功能，實現吸附劑的再生。通過再生可以實現吸附劑的循環使用，降低處理成本，減少廢渣的產生，意義重大。

因此，尋找綠色節能、環境友好、簡單易行的解吸方法對吸附材料的重復使用和降低成本至關重要。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種磁性可回收吸附材料的制備、回收和再生方法，本發明在檸檬酸修飾的碳酸氧鉍材料中引入Fe₃O₄合成了磁性可回收吸附材料Fe₃O₄/檸檬酸/碳酸氧鉍，該材料具有優良的吸附性能，吸附廢水后通過可見光(420nm)照射可使其解吸，由于其具有磁性，可以通過磁鐵使材料回收，然后添加檸檬酸進行水熱反應實現吸附材料的再生。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種磁性可回收吸附材料的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于HNO₃溶液中，稍攪拌后加入無水碳酸鈉,磁力攪拌30min，得到溶液A；

(2)將檸檬酸溶于水中得到溶液B，然后將溶液B在攪拌的同時加入至步驟(1)得到的溶液A中，得到溶液C；

(3)將步驟(2)得到的溶液C超聲后用NaOH調其pH至8.0-8.5，得到溶液D；

(4)將Fe₃O₄加入至步驟(3)得到的溶液D中并超聲，得到溶液E；

(5)將步驟(4)得到的溶液E轉移至高溫高壓反應釜中進行水熱反應，冷卻至室溫后過濾，收集沉淀并離心分離，用水和乙醇分別洗三次后干燥至恒重，即得所述磁性可回收吸附材料Fe₃O₄/檸檬酸/碳酸氧鉍。

本發明的有益效果在于：