[發(fā)明專利]一種氧化鎂改性海泡石吸附劑的制備方法及應(yīng)用在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010928259.8 | 申請(qǐng)日： | 2020-09-07 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112121757A | 公開（公告）日： | 2020-12-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 胡夏一;張剛;張瑞;費(fèi)明銘;曾召剛;王文強(qiáng) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 湘潭大學(xué);湘潭海泡石科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B01J20/12 | 分類號(hào)： | B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 411100 *** | 國(guó)省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 氧化鎂 改性 海泡石 吸附劑 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種氧化鎂改性海泡石吸附劑的制備方法及應(yīng)用。該制備方法包括海泡石提純和提純處理的海泡石氧化鎂改性，即先通過物理沉降法對(duì)海泡石進(jìn)行處理，然后采用硝酸鎂和氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生氧化鎂，對(duì)提純處理后海泡石采用適量的氧化鎂負(fù)載。本發(fā)明過程簡(jiǎn)單，所得吸附劑有效地結(jié)合了氧化鎂和固體吸附劑的優(yōu)點(diǎn)，顯著提高了吸附劑的吸附性能，吸附效果好，特別適用于重金屬離子的去除，而且相比其他固體吸附劑，價(jià)格更便宜，明顯降低了生產(chǎn)成本，更加有利于規(guī)模化和工業(yè)化發(fā)展。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于吸附劑制備領(lǐng)域，具體涉及一種氧化鎂改性海泡石吸附劑的制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)
重金屬污水的排放造成水體污染的問題是世界性環(huán)境難題，如何采取有效的方式從廢水中去除重金屬離子已經(jīng)成為目前亟待解決的問題。工業(yè)上重金屬離子的去除方法有沉淀法、離子交換法、吸附法、膜分離法和生物法等。其中，吸附法由于其操作簡(jiǎn)單、成本低廉、二次污染小和吸附劑可重復(fù)利用特點(diǎn)是目前研究較多和應(yīng)用較為廣泛的方法。吸附劑中天然礦石分布廣、低廉易得，是環(huán)境修復(fù)中前景可觀的吸附材料。
海泡石是一種纖維狀富鎂硅酸鹽天然粘土礦，其理想晶體單元分子式為 Mg8(Si12O30)(OH)4·12H2O，它具有由鎂氧八面體和硅氧四面體交替排列形成的層鏈狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元，這種結(jié)構(gòu)組成的纖維內(nèi)擁有與纖維方向一致的孔道，孔道大小為0.38nm×0.94nm，孔道中充滿了水分子(孔道水)；在纖維的外表面，這些孔道形成通道，沿著纖維邊緣，每便分布著一個(gè)硅烷(Si-OH)基團(tuán)；在纖維端點(diǎn)也有向外部伸出的OH基團(tuán)，它們與鎂氧八面體中的氧原子相連。這種結(jié)構(gòu)使得海泡石具有統(tǒng)一的孔徑、較高的比表面積、優(yōu)良的離子交換能力。
氧化鎂作為一種傳統(tǒng)的金屬氧化物吸附劑，其比表面積大、表面呈弱堿性，利于吸附重金屬離子，且具有安全無(wú)毒，原料易得的特點(diǎn)。相比于其他金屬氧化物，氧化鎂價(jià)格更低廉。選用便宜且性質(zhì)優(yōu)良的固體吸附劑并將氧化鎂負(fù)載，是降低Cu2+吸附劑成本，增加工業(yè)應(yīng)用可能性的重要措施。這些性能使得海泡石成為氧化鎂負(fù)載固體吸附劑的選擇。
目前，國(guó)內(nèi)外研究人員主要開展氧化鎂負(fù)載載體吸附重金屬方面的研究。 Li-LiLing等人(Environ.Sci.Technol.2017,51,10081-10089)將MgO嵌入在N摻雜的生物炭中，用于吸附水體中的Pb2+，在最佳的吸附條件下，對(duì)Pb2+的吸附量達(dá)到893mg/g。雖然吸附量很大，但在吸附劑制作過程復(fù)雜中，且會(huì)用到有毒的對(duì)環(huán)境危害的吡啶試劑。Ran Xiao等人(Chemosphere208(2018)408-416)借助稀硫酸將MgO包裹在生物炭上，應(yīng)用于吸附水體中的Cr(Ⅵ)，在最佳的吸附條件下的吸附量達(dá)到62.89mg/g。E.Eren等人(Desalination 257(2010)163–169)將MgO 包裹膨潤(rùn)土，用于水體中Cu2+的吸附，在最佳吸附條件下對(duì)Cu2+的吸附量達(dá)到 58.44mg/g。從結(jié)果看出，Ran Xiao和E.Eren的吸附量沒有達(dá)到很大的吸附量，與其他優(yōu)越的吸附劑還存在差距。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種氧化鎂改性海泡石吸附劑的制備方法及在水溶液中吸附金屬離子的應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
將提純后的海泡石加入至鎂鹽溶液中，獲得混合液，常溫下攪拌，在N2氣氛氛圍下向混合液中滴加堿溶液，滴加完后固液分離，干燥后煅燒，所得固體即為氧化鎂改性海泡石吸附劑。
優(yōu)選的方案，所述鎂鹽溶液與提純處理的海泡石的液固體積質(zhì)量比為 20-40:1(ml：g)。
優(yōu)選的方案，所述鎂鹽為硝酸鎂。
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