[发明专利]一种金属氧化物颗粒吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型颗粒吸附剂及其制备方法，具体地涉及能有效除去水中有害离子的金属氧化物颗粒吸附剂及其制备方法。

背景技术

某些自然水体中含有氟、砷酸根等有害离子，不能满足直接利用的水质要求，需要对水体中的这类有害离子进行去除。吸附技术作为去除水体有害离子的有效技术，其高效吸附剂的开发得到广泛研究。该类吸附剂以人工合成的复合金属氧化物最为高效，例如在专利文献1(在先中国专利申请，申请号CN2009101773203)中获得的铁-稀土氧化物复合高效吸附剂，但高效复合金属氧化物吸附剂大多数以粉末形式得到，而将这些粉末形式吸附剂制成吸附剂颗粒，将更加有利于吸附剂的实际应用。

代表性的该类吸附剂为活性氧化铝，专利文献2(中国专利申请公开CN1307929A)提出了将其颗粒化的方法，首先制备氢氧化铝颗粒，进而对颗粒进行焙烧处理，使其发生相态转化进而形成坚硬多孔的活性氧化铝颗粒。但该焙烧方法会造成除氧化铝外几乎所有金属氧化物吸附剂的表面失活，进而导致对有害离子的吸附活性消失，因此该方法不适用。

专利文献3(中国专利申请公开CN1116242A)提出了通过粉末粘合技术可以将粉末制备成颗粒，但粘合剂的选择将决定吸附剂成型效果的好坏。亲水性粘合剂往往具有水溶性，在水溶液中不能保持颗粒的完整性。因此不能直接进行水溶液吸附剂的制备，而非水溶性粘合剂却往往具有不透水性，从而使得成型颗粒的内部空间无法得到利用。

因此，需要开发既能够在水溶液中保持颗粒的完整性，同时保持较高吸附性能的颗粒吸附剂，并且在水处理过程中，不产生有害物质。

现有技术文献

专利文献1    中国专利申请CN2009101773203

专利文献2    中国专利申请公开CN1307929A

专利文献3    中国专利申请公开CN1116242A

发明内容

发明要解决的问题

基于水溶液吸附中颗粒吸附剂的使用特点，要求用于吸附剂成型的粘合剂必须不溶于水，但同时必须形成透水性的亲水表面。此外在水处理过程中还必须考虑不产生有害物质，因此采用环境友好材料解决上述问题，构成本发明的关键。

用于解决问题的方案

本发明人对上述问题进行了锐意研究，并发现：通过将水溶性的粘胶物质制成胶液，然后将胶液与金属氧化物吸附剂混合并造粒后，用交联剂进行交联，再经过水洗干燥等步骤，制备了不溶于水并具有较高吸附活性的金属氧化物颗粒吸附剂。

本发明具体提供：

1.一种金属氧化物颗粒吸附剂的制备方法，其特征在于，将金属氧化物吸附剂加入到由水溶性粘胶物质制备的胶液中并混合均匀得到混合液，将所述混合液滴入固定液中，形成球形凝胶颗粒，将所述凝胶颗粒在含有交联剂的交联液中交联，然后过滤，水洗，干燥，得到金属氧化物颗粒吸附剂。

2.根据1所述的方法，其中所述混合液中金属氧化物吸附剂的含量为65-95重量％，所述水溶性粘胶物质的含量为5-35重量％。

3.根据1所述的方法，其中所述金属氧化物吸附剂为金属氧化物吸附剂粉末或新制金属氧化物吸附剂沉淀。

4.根据3所述的方法，其中所述金属氧化物吸附剂粉末的粒径为150目以下，所述新制金属氧化物吸附剂沉淀为直接采用沉淀法制备的金属氧化物吸附剂泥饼。

5.根据1所述的方法，其中所述水溶性粘胶物质为壳聚糖。

6.根据5所述的方法，其中所述交联剂为戊二醛。

7.根据5所述的方法，其中所述固定液为能够使胶液快速凝固的碱性溶液。

8.根据7所述的方法，其中所述碱性溶液为NaOH或KOH水溶液。

9.根据5所述的方法，其中所述胶液的配置过程为先在常温下配置1～5％体积的冰醋酸水溶液，在20～60℃下加入壳聚糖粉末，搅拌至完全溶解，得到10～50g/L的壳聚糖胶液。

10.根据8所述的方法，其中所述NaOH或KOH水溶液浓度为1～10重量％。

11.根据权利要求6所述的方法，其中所述交联液为1～10重量％的戊二醛水溶液。

12.根据1-11任一项所述的方法，其中所述混合液中还含有聚乙烯醇。

13.根据1-12的任一项所述的方法制备的金属氧化物颗粒吸附剂。