[發明專利]一種鈰鐵三價砷吸附劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010021021.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111135786B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 黃濤;宋東平;劉萬輝;金俊勛;劉龍飛;張樹文;徐嬌嬌
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王艷

本發明公開了一種鈰鐵三價砷吸附劑及其制備方法和應用，分別稱取氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鈰，混合，得混合鐵鈰粉；將混合鐵鈰粉混入到蒸餾水中，密封狀態下攪拌至完全溶解，配制鐵鈰溶液；研磨凝灰巖，得凝灰巖粉末；將凝灰巖粉末混入到鐵鈰溶液中，密封條件下攪拌，得凝灰巖鐵鈰混合漿液；將氫氧化鈉溶液與凝灰巖鐵鈰混合漿液，混合，密封狀態下攪拌均勻，30~90°C溫度下陳化2~4小時，真空干燥至質量恒定，研磨，得一種鈰鐵三價砷吸附劑。本發明制備的吸附劑最高可實現98.94%三價砷離子去除量。本發明制備的一種鈰鐵三價砷吸附劑在吸附試驗過程中損失率更低。本發明可適用于溶液pH為2~12范圍的三價砷污染物的去除。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及一種鈰鐵三價砷吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

由于砷污染物具有劇毒性和致癌性，砷污染水體、土壤問題日益受到關注。長期飲用砷污染水體會導致皮膚癌變、肝腎衰竭、膀胱不可逆損傷。基于砷污染物對人體健康的影響，目前世界衛生組織的指導原則里建議將飲用水中砷的最大容許濃度由之前的50μg/L降低到現在的10μg/L。所以為了使得飲用水達到更嚴格的標準，必須嚴格把控砷污染物流向，并消除和減少水體中砷污染物濃度。

在自然水體中砷主要以兩種形式存在，即三價砷As(III)和五價砷As(V)。三價砷毒性是五價砷的10倍。由于三價砷在弱酸、中性、弱堿水體環境中以非離子型的亞砷酸形式存在，其對吸附劑的親和力較低，相比于五價砷其更難以去除。

當前，在處置三價砷之前會將其先氧化成五價砷，然后再通過吸附、絮凝、共沉淀的方式將五價砷從水體中去除。然而這種處置方式增加了工藝程序從而易誘發二次污染問題。近些年，多種吸附劑被用來去除廢水中的砷污染物，例如活性炭、改性地質礦物、金屬氧化物等。其中金屬氧化物如ZrO₂、TiO₂、CeO₂和Fe₂O₃已被證明具有良好的除砷性能。然而這些金屬氧化物吸附劑pH適用范圍較窄且容易聚集成大顆粒導致砷的吸附能力降低，同時吸附過程中損失率較高。

因此有必要開發一種新穎的吸附劑，以便在不進行任何預處理的情況下，實現將As(III)從水體中高效去除。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供了一種鈰鐵三價砷吸附劑及其制備方法和應用。

為了解決上述技術問題，本發明采取了如下的技術方案：一種鈰鐵三價砷吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

1)分別稱取氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鈰，混合，得混合鐵鈰粉；

2)將混合鐵鈰粉混入到蒸餾水中，密封狀態下攪拌至完全溶解，配制鐵鈰溶液；

3)研磨凝灰巖，過200～400目篩，得凝灰巖粉末；

4)將凝灰巖粉末混入到鐵鈰溶液中，密封條件下攪拌1～2小時，得凝灰巖鐵鈰混合漿液；

5)稱取氫氧化鈉，混入到蒸餾水中，密封狀態下攪拌至完全溶解，配制5～15M氫氧化鈉溶液；

6)將氫氧化鈉溶液與凝灰巖鐵鈰混合漿液，混合，密封狀態下攪拌均勻，30～90℃溫度下陳化2～4小時，真空干燥至質量恒定，研磨，得鈰鐵三價砷吸附劑。

其中，所述步驟1)的混合鐵鈰粉中二價鐵、三價鐵、三價鈰摩爾比為3～5∶1∶1～2。

其中，所述步驟2)中混合鐵鈰粉與蒸餾水的固液比為1∶1～3mg/mL。

其中，所述步驟4)中凝灰巖粉末與鐵鈰溶液的固液比為1∶1～3mg/mL。

其中，所述步驟6)中氫氧化鈉溶液與凝灰巖鐵鈰混合漿液體積比為0.5～1.5∶1。