[發明專利]海藻酸鈉/鋯水凝膠材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110278101.5
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113101895A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 錢鋒;卿卓霖;宋永會;宋志偉;王良杰;劉馨瑤;謝曉琳;孫晨
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C02F9/04;C02F101/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 崔亞松;張瑩

本發明提供一種海藻酸鈉/鋯水凝膠材料及其制備方法和在磷去除中的應用。該方法包括將海藻酸鈉溶液滴入氯化鋯溶液中，滴定成球，再經過交聯處理，得到海藻酸鈉/鋯水凝膠材料。分別采用在恒溫搖床中震蕩的方式和機械攪拌的方式，靜態除磷，結果表明所述海藻酸鈉/鋯水凝膠材料可高效吸附水中的磷。

技術領域

本發明涉及材料工程與環境工程技術領域，具體涉及一種海藻酸鈉/鋯水凝膠材料及其制備方法和應用。

背景技術

磷是一種營養污染物，同時也是水環境中大部分有機生物賴以生存以及肥料生產所需且不可再生的資源。當過量含磷污水直接排入受納水體會造成富營養化，導致水質惡化。

由于吸附法具有成本低廉、工藝簡便、易于操作及較高的磷去除率等優點，利用吸附技術實現污水中磷的去除和回收利用成為研究熱點。近年來已開發了多種新型除磷吸附劑，包括氧化鋯/氫氧化鋯、膨潤土等。然而這種粉狀吸附劑的應用受到從液體中回收困難的限制。為了克服這個缺點，我們通過在氯化鋯溶液中固化制備了由海藻酸鈉和氯化鋯組成的水凝膠。

發明內容

為了克服上述現有去除技術的不足，本發明提供了一種操作簡單、環境友好的海藻酸鈉/鋯水凝膠材料的制備方法，制備的海藻酸鈉/鋯水凝膠材料可用于降解磷污染物。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：一方面，本發明提供了一種海藻酸鈉/鋯水凝膠材料的制備方法，包括如下步驟：

將海藻酸鈉溶液與氯化鋯溶液混合，得到水凝膠；

洗滌所述水凝膠，然后置于去離子水中，加入交聯劑，在室溫下交聯得到所述海藻酸鈉/鋯水凝膠材料。

在一些實施例中，海藻酸鈉溶液的濃度為16-30g/L，例如20g/L或25g/L。

在一些實施例中，氯化鋯溶液的濃度為0.25-0.75mol/L。

在一些實施例中，將氯化鋯溶液的pH調節至0.5-3，例如1、或2。

在一些實施例中，海藻酸鈉與氯化鋯的質量比為1∶8-1∶44，例如1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35或1∶40。

在一些實施例中，所述交聯劑為戊二醛溶液，交聯時間為16-36h，例如20h、24h、28h或32h。

另一方面，本發明還提供了一種利用所述制備方法制備的海藻酸鈉/鋯水凝膠材料。

又一方面，本發明還提供了一種利用所述海藻酸鈉/鋯水凝膠材料處理含磷廢水的方法。

在一些實施例中，所述方法包括將所述海藻酸鈉/鋯水凝膠材料加入到含磷廢水中，在攪拌或震蕩下處理10-48h(例如15h、20h、24h、28h、32h、36h、40h或44h)。

在一些實施例中，所述方法還包括將含磷廢水的pH調節至2-11，優選為2-7，更優選為2-4。

與現有技術相比，本發明的海藻酸鈉/鋯水凝膠材料及其制備方法具有以下突出特點和有益效果：

本發明海藻酸鈉/鋯水凝膠材料的制備方法簡單，反應條件溫和，且成本較低。制備的海藻酸鈉/鋯水凝膠材料能夠顯著提高對磷酸鹽的吸附能力，可用于各種含磷廢水的處理中。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中磷酸鹽除去率隨時間變化情況；

圖2為本發明實施例中磷酸鹽除去率隨pH值變化情況；