[發明專利]錳基吸附材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010551768.3
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111437802B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 吳鵬;郭天燁;王宇;李永剛;左剛
• 申請（專利權）人: 上海中化科技有限公司
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J20/02;B01J20/30;C01G45/02;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 韋東

本發明提供一種錳基吸附材料及其制備方法。本發明的錳基吸附材料含有二氧化錳和粘合劑煅燒后的產物，且含有占錳基吸附材料總質量65%以上的α型二氧化錳，所述粘合劑包含硅溶膠。本發明的錳基吸附材料的制備方法包括對二氧化錳粉末、粘合劑和水的混合物進行烘干和煅燒的步驟，所述二氧化錳粉末包含α型二氧化錳，所述粘合劑包含硅溶膠。本發明的錳基吸附材料具有高吸附性、高強度、耐酸堿再生處理、可循環利用等特點，可廣泛應用于工業廢水中重金屬離子的處理。

技術領域

本發明屬于廢水處理吸附材料領域，具體涉及一種錳基吸附材料及其制備方法。

背景技術

目前工業重金屬廢水的處理方法分為三種：化學法、物理法和生物法。其中，化學法中的化學沉淀法因引入S^2-而產生二次污染，步驟繁瑣；電解法只適用于高濃度單一離子的去除，不適用于低濃度離子去除，且耗電量大；物理法中的離子交換法和膜分離技術也同樣不適用于低濃度離子去除。上述方法基本都存在處理費用高的問題。生物法雖然價格低廉，但處理效率較低。

CN102626605B涉及去除水中放射性元素的材料及制備和使用方法。該材料由兩種金屬氧化物混合組成，一種為限制固定放射性金屬陽離子的材料（甲）、另一種為吸附放射性陰離子的材料（乙）；材料（甲）是由高錳酸鉀與一種還原劑在堿溶液中生成，材料（乙）是由高錳酸鉀在酸性溶液中與還原劑反應生成。將材料（甲）與材料（乙）按照0.1:1-1:0.1質量分數比例混合，然后在水中分散，通過過濾形成濾餅。采用動態吸附方法或靜態吸附方法，將材料與放射性廢水接觸，可以將廢水中的放射性金屬陽離子如銫、鈷、鍶被交換固定以及將水中放射性非金屬離子如碘陰離子被氧化吸附，尤其脫離溶液體系。將放射性陽離子如鈷、鐳、鈾、銫、鍶等去除的同時，也將放射性的陰離子除去。

CN105523603A公開了一種二氧化錳污水處理材料及其制備方法。該污水處理材料其各組分的重量份組成包括：大孔樹脂5-10份，二氧化錳40-50份，膠黏劑1-3份。該污水處理材料是利用機械力化學改性和高分子材料熱拉伸成型，將二氧化錳均勻分散在大孔樹脂的表面及孔道中，再經過擠出、塑壓得到一種二氧化錳污水處理材料，該二氧化錳污水處理材料用于吸附降價污水中有機物和還原螯合重金屬離子。

CN109796048A屬于納米材料制備領域，特別是一種不同晶型二氧化錳的控制合成方法。包括如下步驟：（1）配制高錳酸鉀溶液；（2）配制還原劑溶液；（3）配制控制劑溶液；（4）將步驟（2）配制的還原劑溶液加入到步驟（1）配制的高錳酸鉀溶液中，得到反應物溶液；（5）在步驟（4）中的反應物溶液中不加入控制劑溶液/加入控制劑溶液，然后將反應物溶液放入水熱反應釜中反應，然后洗滌、干燥得到α型二氧化錳/β型二氧化錳。該發明通過是否加入控制劑，或者改變控制劑的類型，實現利用同類反應產物，達到不同晶型二氧化錳的控制合成；所制備的二氧化錳結晶度良好，純度高，形貌清晰。

前述CN102626605B中采用甲、乙兩種組分混合過濾制備吸附材料用于放射性元素的吸附，制備步驟較多，且沒有涉及材料成型和再生問題；CN105523603A中涉及材料組分較復雜，含有大孔樹脂和二氧化錳等，采用混合擠出方法制備，原材料需經過硫酸改性，對生產設備和環保影響較大，且未涉及材料吸附能力和再生能力；CN109796048A中涉及水熱法制備混合晶相二氧化錳制備方法，此方法存在收率低、成本高的問題，也未涉及任何材料成型及應用。

發明內容

為了解決工業重金屬離子處理問題，本發明采用含特定晶型（α型二氧化錳）的錳氧化物并通過加入復合粘合劑實現錳氧化物材料的成型，兼顧成型材料的耐酸堿性，再利用成型的錳氧化物吸附材料固體表面的多孔結構以及化學鍵作用去除工業廢水中的重金屬離子，實現連續化吸附處理，操作簡便，且可以實現單程處理廢水重金屬含量低于國標排放標準。

具體而言，本發明提供一種錳基吸附材料，所述錳基吸附材料含有二氧化錳和粘合劑煅燒后的產物，所述粘合劑包含硅溶膠，所述錳基吸附材料含有α型二氧化錳，所述α型二氧化錳的質量占錳基吸附材料總質量的65%以上、優選68%以上。