[發(fā)明專利]一種除磷吸附劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110756877.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN113600133A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉自力;練釗華;左建良;劉奎良;林璟;王琪瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/32;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 肖云

本發(fā)明提供了一種除磷吸附劑極其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的除磷吸附劑，在水體中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，具有多孔結(jié)構(gòu)，在中性或酸性條件下，能有效吸附水體中的磷酸鹽。此外，本發(fā)明的除磷吸附劑，具有強(qiáng)磁性，可以通過(guò)固液分離，方便的進(jìn)行回收。本發(fā)明的除磷吸附劑，以鑭為活性物質(zhì)，對(duì)磷有特異性吸附作用，使得吸附劑對(duì)磷酸鹽有很好的吸附效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種除磷吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

磷是植物、動(dòng)物以及細(xì)菌生長(zhǎng)的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)素，大多數(shù)磷都以磷酸鹽的形式存在于水中。過(guò)多的磷存在會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化，使得藻類繁殖，水質(zhì)惡化，最終導(dǎo)致魚類等水生生物的死亡，甚至生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。因此，為了限制水體富營(yíng)養(yǎng)化，在廢水排入水道之前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效的磷脫除。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)嘗試開發(fā)多種磷酸鹽的脫除方法，比如化學(xué)沉淀法，微生物處理法和電化學(xué)法等。然而，這些方法中存在的處理成本高和能量消耗大等問(wèn)題，限制了它們?cè)趶U水中去除磷酸鹽的有效應(yīng)用。相比之下，吸附法由于其具有操作簡(jiǎn)單，除磷性能穩(wěn)定，以及無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛關(guān)注。

相關(guān)技術(shù)中，層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxide，簡(jiǎn)稱LDH)、生物炭、無(wú)機(jī)多孔材料(如多孔SiO₂)、金屬有機(jī)框架(Metal organic Frameworks，簡(jiǎn)稱MOFs)等除磷吸附劑已經(jīng)得到了廣泛的研究，但這些吸附劑均存在回收難的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提供了一種除磷吸附劑，該除磷吸附劑在水中具有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，除磷效果好，易于回收。

本發(fā)明還提供了上述除磷吸附劑的制備方法。

本發(fā)明還提供了上述除磷吸附劑在污水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明的第一方面提供了一種除磷吸附劑，包括吸附劑基體，所述吸附劑基體的表面分布有鈷納米球和鑭元素，所述吸附劑基體具有表面凹陷的十二面體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的除磷吸附劑，至少具有以下有益效果：

本發(fā)明的除磷吸附劑，在水體中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，在中性或酸性條件下，能有效吸附水體中的磷酸鹽。

本發(fā)明的除磷吸附劑，以Co為磁核，相對(duì)于以Fe為磁核心的吸附劑，優(yōu)勢(shì)在于制備方法更加簡(jiǎn)單，并且以Co為磁核，材料不易因被氧化而失去磁性。

本發(fā)明的除磷吸附劑，具有強(qiáng)磁性，可以通過(guò)固液分離，方便地進(jìn)行回收。

本發(fā)明的除磷吸附劑，以鑭為活性物質(zhì)，對(duì)磷有特異性吸附作用，使得吸附劑對(duì)磷酸鹽有很好的吸附效果。

本發(fā)明的除磷吸附劑，使用后，通過(guò)堿進(jìn)行簡(jiǎn)單的后處理，烘干后即可實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，使用壽命長(zhǎng)。

本發(fā)明的除磷吸附劑中，鑭元素儲(chǔ)量豐富，制備原料易得。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述除磷吸附劑的粒徑范圍是200nm～600nm。

本發(fā)明的第二方面提供了制備上述除磷吸附劑的方法，包括以下步驟：

S1：配制過(guò)渡金屬鹽和鑭鹽的混合溶液；

S2：將2-甲基咪唑加入所述混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)，將產(chǎn)物干燥，得到鑭摻雜金屬有機(jī)框架材料；

S3：將所述鑭摻雜金屬有機(jī)框架材料在保護(hù)氣氛下煅燒。

本發(fā)明的除磷吸附劑的制備方法，至少具有以下有益效果：