[发明专利]二氧化锰/活性氧化铝复合吸附材料及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种二氧化锰/活性氧化铝复合吸附材料及其制备方法，属于水处理技术领域。

(二)背景技术

氟是人体必需的微量元素之一。人体从外界摄入的氟不足或过多，都会影响身体健康。缺氟易患龋齿病，长期饮用含氟较高的水，造成氟在体内过量积累，就会导致慢性氟中毒。我国饮用水卫生标准规定，饮用水中氟含量不得超过1.0mg/L。

我国是一个氟危害较为严重的国家，氟病区人口达2亿左右，饮水型地方性氟中毒是氟危害的主要表现形式。另一方面，氟矿石的开采、金属冶炼、铝加工、玻璃生产、电镀、电子、化肥等工业活动产生的废水中常常含有高浓度的氟化物，处理不当也可能污染地面水体，对人体造成危害。因此，有效地控制和去除水体中的氟是环境保护和人类健康的重要课题。

目前饮用水的除氟方法主要有混凝沉淀法、电凝聚法、反渗透法、离子交换法和吸附法。吸附法是处理低浓度含氟废水的有效方法。活性氧化铝具有较大表面积，且除氟效果比较稳定，是目前使用的比较多的一种方法。但是活性氧化铝的吸附容量不高，当水中的氟含量较高时(大于2mg/L)，使用量较大，这大大限制了活性氧化铝的应用。

(三)发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种吸附容量大、吸附速度快、吸附效果稳定、吸附剂粒径较大，便于固液分离的二氧化锰/活性氧化铝复合吸附材料及其制备方法。

一种二氧化锰/活性氧化铝复合吸附材料，其外观为棕黑色，通过扫描电子显微镜可见吸附材料表面有孔隙，BET比表面积315.543m²/g，粒径为20-40目的颗粒状物质。

上述二氧化锰/活性氧化铝复合吸附材料的制备方法如下：

(1)活性氧化铝预处理：取筛分粒径在20-40目的活性氧化铝颗粒，用去离子水反复冲洗2-3次，然后干燥备用；

(2)取经上述预处理的活性氧化铝6-10g，加入到50mL去离子水中进行搅拌，然后加入0.015-0.020mol(CH₃COO)₂Mn·4H₂O，搅拌20min；随后加入100-250mL浓度为0.045-0.085mol/L的KMnO₄溶液，溶液的颜色立即变为棕黑色，表明MnO₂生成；

(3)弃去悬浮液，剩余粒状复合吸附材料经去离子水反复冲洗至洗出液澄清，最后干燥，得到二氧化锰/活性氧化铝复合吸附材料。

本发明所涉及的吸附剂是在活性氧化铝的表面负载二氧化锰，制得的吸附剂是一种粒径为20-40目的颗粒，其外表为棕黑色，扫描电子显微镜结果表明吸附剂表面有孔隙，BET比表面积315.543m²/g。该吸附剂，吸附容量大，吸附速度快，吸附效果稳定，对于6mg/L的NaF溶液，40min即可达吸附平衡，吸附容量1.16mg/g，且吸附剂粒径较大，便于固液分离。

(四)具体实施方式

实施例1

一种二氧化锰/活性氧化铝复合吸附材料，其制备方法为：

(1)活性氧化铝预处理；筛分粒径在20-40目的活性氧化铝颗粒，用去离子水反复冲洗2-3次，然后干燥备用；

(2)取经上述预处理的活性氧化铝6g，加入到50mL去离子水中进行搅拌，之后加入0.015mol(CH₃COO)₂Mn·4H₂O，搅拌20min；随后加入100mL浓度为0.045mol/L的KMnO₄溶液，溶液的颜色立即变为棕黑色，表明MnO₂生成；

(3)弃去悬浮液，剩余粒状复合吸附材料经去离子水反复冲洗至洗出液澄清，最后干燥得成品；

实施例2：

(1)活性氧化铝预处理；筛分粒径在20-40目的活性氧化铝颗粒，用去离子水反复冲洗2-3次，然后干燥备用；

(2)取经上述预处理的活性氧化铝10g，加入到50mL去离子水中进行搅拌，之后加入0.020mol(CH₃COO)₂Mn·4H₂O，搅拌20min；随后加入100mL浓度为0.065mol/LKMnO₄溶液，溶液的颜色立即变为棕黑色，表明MnO₂生成；

(3)弃去悬浮液，剩余粒状复合吸附材料经去离子水反复冲洗至洗出液澄清，最后干燥得成品；