[发明专利]一种去除水中硫酸根的复合吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种去除水中硫酸根的复合吸附材料及其制备方法，具体涉及利用超细氢氧化锆粉末和三维有序大孔材料的结合制得具有独特催化和吸附性能的功能型吸附材料，属于水净化处理技术领域。

背景技术

SO₁^2-是化工行业中常见的阴离子，他的存在往往给化工生产带来巨大危害。如在氯碱工业中，SO₁^2-的存在将阻碍僻Cl-放电，降低电流效率，消耗电能，导致阳极腐蚀加快。水中硫酸根含量过高，不仅使水生植物的新陈代谢作用受影响，而且被人体摄入后，会引起腹泻及肠胃炎等疾病。在化工生产中，许多介质、产品中都含有一定量的SO₄^2-，SO₄^2-的含量对产品质量也有直接影响。

目前，工程应用上普遍采用的方法是物理法、化学沉淀法、膜分离技术、离子交换树脂肌肤技术、Zr(IV)材料吸附技术等。物理法包括冷冻法、热法提硝和外排盐水法冷冻法的基建和维护费用高，能耗人，目前此法已被渐渐弃用。热法提硝与冷冻法相比由于其生产工艺较简单、设备投资较少、能耗较低等，目前为越来越多国内厂家所认可。由于外排盐水法造成了资源浪费和环境污染以致使用厂家很少。化学沉淀法主要包括BaCl₂法、BaCO₃法和CaCl₂法。BaCl₂法中由于Ba²⁺有毒容易造成环境污染，而且价格昂贵，后续去除沉淀工艺费用也高。在PH为2～8的情况下，BaCO₃法与BaCl₂法相比，BaCO₃价格便宜，但其溶度积小，沉淀反应缓慢，效率低，容易使管道结垢。而CaCl₂法原料无毒、价格低廉、沉淀效果好并且操作费用低，但脱出效果差，操作复杂且不能实现SO₄^2-较低浓度废水的处理。膜分离技术实现了废液中90％的SO₄^2-分离，并且可以重复使用，但处理后的SO₄^2-废液浓度未能达到当地的排放标准。树脂交换技术所使用的原村料成本低，但运行条件比较苛刻，树脂容易达到吸附饱和，离子交换周期短，而且还要求水中游离氯的含量要低于0.1mol/L，同时硬水要先进行软化处理。Zr(IV)材朴吸附技术操作费用低，环境友好，无毒、无固体废物，并且适用于任意浓度硫酸根离子的脱除，不会产生二次污染。但再生过程中材料分离操作会使村料损失，使设备投资增加、操作费用升高。

本发明复合吸附材料克服了现有吸附技术在材料分离操作中材料损失严重的不足，在处理含疏酸根离子的废水时，除硫酸根率达到90％以上，适用于任意浓度的含硫酸根离子的废水，在除含硫酸根水领域内有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术在材料分离操作中材料损失严重的不足，提供了一种去除水中硫酸根的复合吸附材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种去除水中硫酸根的复合吸附村料，各原料的含量分别为：

氨水溶液2mol/L～6mol/L    PEG2000分散剂4wt％～6wt％

无水乙醇15ml～25ml        三维有序大孔材料(3DOM)

ZrOCl₂溶液1mol/L～3mol/L。

优选，一种去除水中硫酸根的复合吸附材料，各原料含量分别为：

氨水溶液2mol/L    PEG2000分散剂5wt％

无水乙醇20ml      三维有序大孔材料(3DOM)

ZrOCl₂溶液1mol/L。

所述的5wt％PEG2000分散剂是质量百分比为5％的分子质量为2000g/mol的聚乙二醇。

所述的氨水溶液即氨气的水溶液，氨气通入水中制得，主要用作化肥。

所述的无水乙醇即100％含量的酒精。

所述的三维有序大孔材料是一类规则而均匀孔道结构的大孔材料，孔道系统由大孔和孔窗组成的三维立体结构。

本发明一种去除水中硫酸根的复合吸附材料及其制备方法，包括以下步骤：

(1)分别配置制2mol/L氨水溶液和含有5wt％PEG2000分散剂的1mol/LZrOCl₂溶液；