[發明專利]一種焙燒態水鋁鈣石吸附去除水中腐殖酸的方法

在審

• 申請號: 202010989291.7
• 申請日: 2020-09-19
• 公開（公告）號: CN112062204A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 蔣邵武;周喜;邱政友
• 申請（專利權）人: 邵陽天堂助劑化工有限公司
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/08;B01J20/30;C02F101/34
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一種焙燒態水鋁鈣石吸附去除水中腐殖酸的方法，以焙燒態水鋁鈣石為吸附材料，吸附去除水中的腐殖酸。所述焙燒態水鋁鈣石的制備過程包括：將Na₂CO₃溶于水中，再加入物質的量之比為2～5：1的Ca(OH)₂和Al(OH)₃，其中，Na₂CO₃和Al(OH)₃的物質的量之比為0.25～0.5：1；在40～90℃混合反應0.5～3 h，在70～100℃晶化6～20 h，將沉淀物脫水，所得固體經干燥、粉碎后，在400～800℃焙燒2～8 h。本發明涉及的焙燒態水鋁鈣石對水中腐殖酸具有較高的去除率、吸附容量和吸附速率。

技術領域

本發明屬于水處理領域，特別涉及一種焙燒態水鋁鈣石吸附去除水中腐殖酸的方法。

背景技術

腐殖酸是自然界普遍存在的大分子有機物，含有羧基、酚羥基、羰基等活性官能團，是天然水體中有機物的主要組分。在一般的天然飲用水源中，腐殖酸的含量約占水中總有機物的50%~90%，它也是飲用水氯化消毒產生的有毒副產物的主要前驅物。采用飲用水的常規處理工藝難以去除腐殖酸。

水滑石類材料具有典型的層板結構，層間陰離子可交換，層板中的陽離子可調控，且具有結構“記憶效應”，已廣泛應用于高分子材料助劑、催化和吸附等領域。以水滑石為前驅體，經高溫焙燒，可得到具有多孔結構和高比表面的焙燒態水滑石，對水中的染料、重金屬、磷酸根離子和腐殖酸等具有較好的吸附去除性能（ZL 2005100508734；ZL2008101209254；環境科學與技術, 2019, 42(05): 70-76；硅酸鹽通報, 2017, 36(04):1424-1429；材料導報, 2015, 29(16): 79-81）。與焙燒態Mg-Al水滑石相比較，焙燒態水鋁鈣石的表面堿強度更高，且原材料成本更低，更適合作為廉價吸附材料大規模應用于水處理領域。

然而，現有技術方案采用共沉淀法制備焙燒態水鋁鈣石，并將其應用于吸附領域。共沉淀法制備工藝均以可溶鹽（如氯化鈣、氯化鋁等）和堿（如氫氧化鈉、碳酸鈉）為原料，其原子利用率低，需要多次洗滌，排放大量含鹽廢水，生產成本較高，且吸附性能有待于進一步提升。因此，開發生產工藝清潔簡單，成本低廉，且對腐殖酸具有高效吸附性能的焙燒態水鋁鈣石，仍然是本領域的技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種焙燒態水鋁鈣石吸附去除水中腐殖酸的方法，該方法所涉及的吸附劑成本低廉，制備過程簡單無污染，對水中的腐殖酸具有高效吸附性能。

本發明提供的一種焙燒態水鋁鈣石吸附去除水中腐殖酸的方法，以焙燒態水鋁鈣石為吸附劑，通過吸附去除水中的腐殖酸，其特征在于，所述焙燒態水鋁鈣石的制備步驟如下：

（1）將Na₂CO₃溶于水中，再加入Ca(OH)₂和Al(OH)₃，其中，Ca(OH)₂和Al(OH)₃的物質的量之比為2～5：1，Na₂CO₃和Al(OH)₃的物質的量之比為0.25～0.5：1；

（2）在40～90℃混合反應0.5～3 h，在70～100℃晶化6～20 h，將沉淀物脫水，所得固體經干燥、粉碎后即為粉體狀的水鋁鈣石；

（3）將步驟（2）所得水鋁鈣石在400～800℃焙燒2～8 h，即得到焙燒態水鋁鈣石。

進一步的，所述焙燒態水鋁鈣石的用量與水中腐殖酸的質量比為7～15：1。

進一步的，所述水中腐殖酸的初始濃度為10～50 mg/L。

進一步的，所述吸附時間為20～120 min。