[發(fā)明專利]一種納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料及其制備方法與用途

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910701672.8
• 申請(qǐng)日: 2019-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN110451597A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉冰雪;劉紅;范先媛;李志學(xué)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/28
• 分類號(hào): C02F1/28;C02F1/70;C02F101/10;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 11212 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 曲璟秋<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明涉及一種納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料及其制備方法與用途，包括以下步驟：配制鐵鹽溶液，向鐵鹽溶液中加分子篩，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下機(jī)械攪拌使鐵離子交換到分子篩中，得到分子篩和鐵鹽的混合液A；將混合液A進(jìn)行固液分離，將分離后的固體與水混合得到混合反應(yīng)液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和機(jī)械攪拌的條件下，向混合反應(yīng)液中加入還原劑溶液，繼續(xù)攪拌，得到混合液B；將混合液B進(jìn)行固液分離，對(duì)分離后的固體進(jìn)行洗滌和干燥處理得到納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料。根據(jù)本發(fā)明方法合成的納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料綜合了分子篩的陽(yáng)離子交換性能和納米零價(jià)鐵的吸附?還原性能，對(duì)Pb²⁺、Cu²⁺等重金屬陽(yáng)離子和亞砷酸根等陰離子都有較好的去除效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料及其制備方法與用途。

背景技術(shù)

重金屬是對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重和對(duì)人類危害最大的一類污染物。礦山開采、金屬冶煉與加工、電鍍、制革、農(nóng)藥、造紙、油漆、印染、核技術(shù)及石油化工等行業(yè)，都會(huì)產(chǎn)生含重金屬的廢水，有些重金屬?gòu)U水還同時(shí)含有鉛、砷、鋅、銅、鎘、鎳、汞等多種重(類)金屬離子，重金屬有毒性大、難被生物降解、易生物蓄積的特點(diǎn)，排放到環(huán)境后只能被轉(zhuǎn)移、稀釋、積累或改變形態(tài)，而不能被消除。目前，國(guó)內(nèi)外重金屬?gòu)U水的處理方法主要有化學(xué)沉淀、氧化還原、吸附、離子交換、膜分離和電化學(xué)法等。

吸附法由于適應(yīng)面廣、操作方便而被廣泛用于重金屬?gòu)U水的處理中，吸附技術(shù)的關(guān)鍵是吸附材料，近年來尋求高效、廉價(jià)的重金屬吸附材料成為國(guó)內(nèi)外研究開發(fā)熱點(diǎn)之一，如：利用農(nóng)業(yè)廢料或工業(yè)廢棄物改性制備吸附劑，利用殼聚糖等有機(jī)高分子或天然多孔礦物沸石等作吸附劑。然而，這些材料分別存在著一定的局限性，例如，以工農(nóng)業(yè)廢棄物改性后制備的吸附劑對(duì)重金屬的去除能力較小，高分子材料殼聚糖只適用于特定條件或離子，天然多孔礦物吸附容量小。因此開發(fā)新型的具有良好的吸附效果的吸附劑對(duì)于去除重金屬離子及其他污染物具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題為：提供一種納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料及其制備方法，以分子篩為載體，讓Fe²⁺或Fe³⁺與分子篩中的Na⁺進(jìn)行離子交換進(jìn)入到分子篩的內(nèi)部孔道中，進(jìn)行固液分離后，再加入還原劑，從而僅對(duì)儲(chǔ)存于分子篩內(nèi)部孔道的Fe²⁺或Fe³⁺進(jìn)行還原并將還原后的納米零價(jià)鐵儲(chǔ)存于分子篩內(nèi)部孔道中。分子篩的孔道微環(huán)境不僅可以減少納米零價(jià)鐵的團(tuán)聚，也較大程度上避免了其與空氣接觸，抑制了納米零價(jià)鐵的表面氧化。根據(jù)本發(fā)明合成的納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料綜合了分子篩的陽(yáng)離子交換性能和納米零價(jià)鐵的吸附-還原性能，對(duì)Pb²⁺、Cu²⁺等重金屬陽(yáng)離子以及亞砷酸根、重鉻酸根等陰離子都具有較好的去除效果。

本發(fā)明提供一種納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料制備方法,包括以下步驟：

1)配制濃度為0.2～1mol/L的鐵鹽溶液，按鐵與分子篩質(zhì)量比1：(0.2～15)向所述鐵鹽溶液中加入分子篩，攪拌1～5h使鐵離子交換到分子篩中，得到分子篩和鐵鹽的混合液A，所述分子篩選自NaX、NaA或NaY中的任意一種或幾種。

2)將所述混合液A進(jìn)行固液分離，將分離后固體與30～60mL的水混合得到混合反應(yīng)液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和機(jī)械攪拌的條件下，按照鐵與還原劑的物質(zhì)的量比1：(2～3)向所述混合反應(yīng)液中加入0.4～2mol/L的還原劑溶液，繼續(xù)攪拌20～40min，得到混合液B；

3)將所述混合液B進(jìn)行固液分離，對(duì)分離后的固體進(jìn)行洗滌和干燥處理得到納米零價(jià)鐵@分子篩復(fù)合材料。

有益效果：