[發(fā)明專利]一種堿中和方法制備的施威特曼石及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110687650.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN113385139B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周立祥;李婷;丁葆亭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京貝克特環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/02
• 分類號(hào): B01J20/02;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/22
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 王琳琳;陳彬

本發(fā)明公開了一種堿中和方法制備的施威特曼石及其應(yīng)用，屬于污水處理領(lǐng)域。本發(fā)明通過堿中和的方法制備的施威特曼石，其顆粒更小，比表面積更大，硫酸根官能團(tuán)更多，應(yīng)用于水中Cr(VI)的去除時(shí)，通過控制Cr(VI)溶液的pH，能夠溶出更大量的硫酸根官能團(tuán)，從而高效去除水中Cr(VI)。該方法操作簡(jiǎn)單，成本低，反應(yīng)時(shí)間短，對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生二次污染，在去除水中Cr(VI)等重金屬具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種堿中和方法制備的施威特曼石及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

鉻是一種多價(jià)態(tài)的金屬離子，廣泛存在于自然界中，有二價(jià)、三價(jià)和六價(jià)。由于二價(jià)鉻不穩(wěn)定，故鉻主要以正三價(jià)Cr(III)和正六價(jià)Cr(VI)兩種形態(tài)存在，其價(jià)態(tài)不同對(duì)環(huán)境的影響和生物效應(yīng)不同。其中三價(jià)鉻是人體必需的微量元素，在正常補(bǔ)給劑量下無(wú)毒；而六價(jià)鉻易穿過細(xì)胞膜被人體吸收，干擾人體的正常生理過程，對(duì)人體的皮膚、粘膜等有很強(qiáng)腐蝕性和致癌性，是致癌和致突變的誘發(fā)因子，其毒性比Cr(III)大100倍，已被國(guó)家列為優(yōu)先處理的污染物。

目前去除水中Cr(VI)的常用的處理方法包括氧化還原沉淀法、離子交換法、生物法和吸附法等其中化學(xué)沉淀法通過引入還原劑將Cr(VI)離子轉(zhuǎn)化為Cr(III)，再加入堿將Cr(III)離子轉(zhuǎn)化為Cr(OH)₃沉淀，實(shí)現(xiàn)鉻的去除。雖然該方法簡(jiǎn)單易行，但難以將Cr(III)離子的濃度降低到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，且處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥；離子交換法所使用的化學(xué)試劑量過高、分離比較困難且成本高；生物法需要特定的微生物菌種，對(duì)處理要求高；吸附法是利用吸附劑對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附、配位等原理實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬離子的去除，此方法具有成本低、操作簡(jiǎn)單、高效、吸附量大且部分吸附劑具有良好的循環(huán)再生性的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用，目前用于重金屬離子去除的常見吸附劑包括沸石、活性炭、介孔二氧化硅、生物吸附劑等。

施威特曼石(Sch)是一種羥基硫酸鐵礦物，普遍存在于酸性礦山廢水中。施威特曼石能夠通過吸附或共沉淀行為清除周邊環(huán)境中重金屬，影響著水體及周圍土壤中污染物的遷移歸趨，具有巨大的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn)，Sch的比表面積以及硫酸根官能團(tuán)等結(jié)構(gòu)性質(zhì)是影響Cr(VI)吸附的主要因素。

目前，施威特曼石的制備方法主要包括生物法和化學(xué)合成法，生物法合成施威特曼石的方法中，所用菌種極易受到外界環(huán)境條件的影響，影響施威特曼石的制備速率；公開號(hào)為CN?110152689A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種高產(chǎn)率的施威特曼石的化學(xué)合成方法并用于去除水體中的四環(huán)素，但其比表面積仍然較小，不利于Cr(VI)的大量吸附。

因此，需要改進(jìn)施威特曼石的合成方法以制備更大比表面積的施威特曼石，并用于去除水中的Cr(VI)。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中化學(xué)合成的施威特曼石比表面積小及水中Cr(VI)的去除問題，提供一種堿中和方法制備對(duì)Cr(VI)表現(xiàn)出良好的吸附活性的施威特曼石，并同時(shí)提供一種高效去除水中Cr(VI)的方法。

2.技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種施威特曼石的制備方法，包括如下步驟：