[发明专利]磷吸附复合材料的制备方法及磷吸附复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及除磷工艺，具体涉及一种用于吸附磷酸根的吸附剂及吸附方法。

背景技术

湖泊富营养化以及随之暴发的蓝藻水化已经成为当今世界许多国家面临的重大问题。当湖泊或海水中的磷浓度高于0.03mg/L时，会发生赤潮现象。赤潮不但会造成鱼类及其它海洋生物因缺氧死亡，同时还会释放出大量有害气体和毒素，严重污染海洋和湖泊环境，使正常的生态系统遭到严重的污染。另一方面，磷作为现代经济不可或缺的一种资源，随着人类的大量开采，自然界中可开采的磷资源已经越来越少，出现所谓的“磷危机”。考虑从水环境中回收磷实现磷的可持续利用，不但能够解决水环境的磷污染问题，而且还可以应对产生的“磷危机”问题。

在现有技术中，已经公开了多种从水环境中提取磷的方法，例如生物法、沉淀法和吸附方法。其中，生物法适合利用低浓度有机态含磷废水的处理，但生物处理过程不稳定，可控性差，而且处理效率低，很难达到除磷的标准。化学沉淀法虽然除磷效果好，但只适合高浓度的含磷废水，且其产泥量大，成本高。与上述两种方法相比，吸附法具有设备简单、能同时回收磷资源以及不产生二次污染的优点。目前，吸附法一般使用江、湖泊等水域中的沉积物、高炉渣以及粉煤对磷的吸附，但这些吸附剂不能循环使用，且会产生新的废物。

层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides，LDHs)，也称水滑石类层状材料，是一种无机多功能材料，在光、热稳定性、药物传输、生物传感器、催化和吸附等方面具有很好的应用前景。中国专利文献CN101691250A公开了一种用于吸附磷酸根的吸附剂及吸附方法。该专利公开了不同层间阴离子的ZnAl-LDH及其焙烧产物对磷的选择吸附方法，上述吸附剂具有高选择磷吸附性、高稳定性和循环使用性能，并且发现对于磷的选择性吸附是通过表面上的配体交换和络合过程进行的。本发明人考虑，如果将ZnAl-LDH进行层间剥离并稳定化后，则可以大幅度提高ZnAl-LDH的比表面积，因此可以提高ZnAl-LDH对磷的吸附效果。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种磷吸附复合材料的制备方法，与现有技术相比，本发明制备的磷吸附复合材料对于磷具有高的吸附效率。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种磷吸附复合材料的制备方法，包括：

将ZnAl层状双金属氢氧化物在剥离溶剂中进行剥离处理得到剥离的ZnAl层状双金属氢氧化物胶体溶液；

在所述胶体溶液中加入高分子溶液混合使所述高分子与所述剥离的ZnAl层状双金属氢氧化物通过静电作用或接枝作用复合得到磷吸附复合材料；

所述高分子为磺酸基聚合物、碘取代基聚合物、氯-苄基聚合物、纤维素衍生物中的一种或多种。

优选的，所述ZnAl层状双金属氢氧化物为NO₃^-型ZnAl层状双金属氢氧化物或者CO₃^2-型ZnAl层状双金属氢氧化物。

优选的，所述纤维素衍生物为羧甲基纤维素钠。

优选的，所述将ZnAl层状双金属氢氧化物进行剥离处理得到剥离的ZnAl层状双金属氢氧化物胶体溶液具体为：

将ZnAl层状双金属氢氧化物加入到剥离溶剂中，振荡处理得到剥离的ZnAl层状双金属氢氧化物胶体溶液。

优选的，所述剥离溶剂为甲酰胺。

优选的，所述在所述胶体溶液中加入高分子溶液混合得到磷吸附复合材料具体为：

取高分子溶液与所述胶体溶液混合，搅拌，离心，洗涤得到磷吸附复合材料。

本发明还提供一种由所述的制备方法得到的磷吸附复合材料。

本发明还提供一种所述的磷吸附复合材料在吸附磷酸根上的应用。

本发明还一种ZnAl层状双金属氢氧化物的剥离方法，包括：

将ZnAl层状双金属氢氧化物在剥离溶剂中进行剥离处理得到剥离的ZnAl层状双金属氢氧化物。

本发明提供了一种磷吸附复合材料的制备方法，本发明先将ZnAl层状双金属氢氧化物进行剥离处理，然后与高分子复合得到磷吸附复合材料；经过剥离处理ZnAl层状双金属氢氧化物的比表面积变大，可以提高对磷的吸附效率。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的CO₃^2-型ZnAl-LDH的XRD谱图；

图2为本发明实施例1制备的NO₃^-型ZnAl-LDH的XRD谱图；