[發(fā)明專利]一種鋁基除磷材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113941312A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雪慧;陳健;劉鳳閣;孫振華;陸詩詣;韓笑
• 申請（專利權(quán)）人: 湛源（山東）生態(tài)環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/06;B01J20/02;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 山東知圣律師事務(wù)所 37262
• 代理人: 陳曉輝

本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種鋁基除磷材料及其制備方法。材料包括以下重量份的原料：高嶺土5?10份、膨潤土1?5份、弱堿10?20份、氧氯化鋯5?8份、硫酸鋁1?5份、水15?25份；將氧化鋯與聚合硫酸鋁相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)含磷廢水的處理的問題，通過采用高嶺土、膨潤土提供氧化鋁的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)氧化鋯與聚合硫酸鋁有機(jī)的結(jié)合。本發(fā)明的另一目的是提供該吸附材料的制備方法，該方法綠色環(huán)保適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種鋁基除磷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，吸附法除磷是利用某些多空或大比表面積的固體物質(zhì)對水中磷酸根離子的親合力來實(shí)現(xiàn)廢水除磷的過程。磷通過在吸附劑表面吸附、離子交換或表面沉淀過程，實(shí)現(xiàn)磷從廢水中分離，并可進(jìn)一步通過解吸處理回收磷資源。吸附法除磷研究相對較多，關(guān)鍵是尋找一種環(huán)境友好、高效、廉價的吸附劑；同時工業(yè)化應(yīng)用少。無定型氧化鋯是近幾年來發(fā)展起來的一類新型介孔材料（下稱氧化鋯），它具有較大的比表面積及吸附容量，同時具有優(yōu)異的熱、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的動力學(xué)性能，極難溶于水和酸。采用氧化鋯制備除磷材料，優(yōu)點(diǎn)：1、生態(tài)安全，氧化鋯無生物毒性，不會在生物體內(nèi)累積，可作為人體假牙的原料；2、對磷酸鹽有較強(qiáng)的能力，且結(jié)合磷后不易析出。其缺點(diǎn)在于:1、制備成本較高，不利于大面積推廣使用；2、除磷能力相對較低，投加量較大。

聚合硫酸鋁是復(fù)合型高分子聚合物，分子結(jié)構(gòu)龐大，吸附能力強(qiáng)，凈水效果優(yōu)于所有傳統(tǒng)的無機(jī)凈水劑。聚合氯化鋁優(yōu)點(diǎn)：1、快速結(jié)合水體中的可溶性磷酸鹽；2、對水體中的懸浮物起到聚合沉降作用，提升水體透明度。缺點(diǎn)：不適宜用于大量應(yīng)用于天然水體：1、投入自然水體后，與磷酸根形成弱結(jié)合態(tài)，不穩(wěn)定，在氧化還原電位、pH或溫度發(fā)生變化時，結(jié)合的磷酸根會析出，減弱對磷的去除效果；2、聚合氯化鋁水溶液呈酸性，進(jìn)入水體后，會在一定程度上降低pH，對水生態(tài)造成影響；3、鋁離子易析出，存在潛在生態(tài)危害。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)階段吸附法處理含磷廢水存在的問題，本發(fā)明提供一種吸附材料，將氧化鋯與聚合硫酸鋁相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)含磷廢水的處理的問題，通過采用高嶺土、膨潤土提供氧化鋁的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)氧化鋯與聚合硫酸鋁有機(jī)的結(jié)合。本發(fā)明的另一目的是提供該吸附材料的制備方法，該方法綠色環(huán)保適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鋁基除磷材料，包括以下重量份的原料：高嶺土5-10份、膨潤土1-5份、弱堿10-20份、氧氯化鋯5-8份、硫酸鋁1-5份、水15-25份。

優(yōu)選地，氧氯化鋯與硫酸鋁的質(zhì)量比為2：1；所述弱堿為20%氨水，氨水與氧氯化鋯的質(zhì)量比為2-3：1。

上述鋁基除磷材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）高嶺土、膨潤土、弱堿按重量比例混合攪拌；

（2）氧氯化鋯、硫酸鋁、水配置成溶液，緩慢添加入步驟（1）中攪拌成漿液；

（3）將步驟（2）的漿液密封攪拌；過濾烘干粉碎即得。

優(yōu)選地，所述步驟（3）密封攪拌的條件為：150-200度攪拌10-16h。

上述鋁基除磷材料的應(yīng)用，用于處理含磷廢水。

本發(fā)明將硫酸鋁聚合與氧化鋯的制備過程在一起進(jìn)行，獲得一體化工藝，而且制備方法簡單，增加聚合硫酸鋁、氧化鋯與高嶺土、膨潤土的相互作用力的同時，使兩者混合均勻，保證吸附效果。利用聚合硫酸鋁的吸附量大的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合氧化鋯的對環(huán)境友好特性，本申請制備得到的材料對含磷廢水處理效果好。

說明書附圖

圖1為：實(shí)施例3制備得到的材料的SEM圖；

圖2為：實(shí)施例3制備得到的材料的XRD圖；其中Q、M、P分別為石英、莫來石、NaP1沸石。

本發(fā)明的有益效果

1、安全、高效、性價比高的除磷材料