[发明专利]麦饭石除锰滤料的制备方法及其用于去除地下水中锰离子的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保化学领域的材料制备方法，尤其涉及一种麦饭石除锰滤料的制备方法及其用于去除地下水中锰离子的应用。

背景技术

地下水是农村地区重要的饮用水水源，但由于地质结构和多方面原因，地下水中锰超标现象较为普遍。饮用锰过量的水会引起疲倦乏力、头昏头疼、记忆力减退等身体不适，因此地下水除锰技术一直被关注。目前地下水中去除锰离子的应用方法主要采用接触催化氧化法和生物氧化法两大类。其中，接触催化氧化法除锰是将地下水经曝气后，通过锰砂对水中锰离子的催化氧化作用将在过滤中去除；该法需要一段时间对锰砂进行培养，在其成熟后才具有较好的除锰效果；生物氧化法除锰技术是借助锰氧化细菌及其胞外聚合物等的催化作用，将可溶的二价锰离子氧化成不溶的四价锰，并同时促进生长锰氧化微生物的过程，但该法也存在“滤料成熟期”，即一段时间对生物滤料的培养。所以以上两法都存在滤料成熟期长的问题。

2013年3月20日公告的第CN102491478B号中国专利，其揭示了一种地下水除锰工艺方法。2010年4月7日公开的第CN101690860A号中国专利申请，其揭示了一种锰质复合滤料。现有技术常采用高锰酸钾强氧化石英砂制得除锰滤料，克服滤料存在成熟期的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种麦饭石除锰滤料的制备方法，所述麦饭石除锰滤料不需培养再生、更换和等待，过滤后地下水能达到国家饮用水标准锰含量小于0.1mg/L，适用于农村地区地下水净化。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种麦饭石除锰滤料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将麦饭石粉碎后分别过40目和80目筛，相应去除小于40目及大于80目的颗粒粉末；

(2)配置1mol/L的HCl溶液，以5：1的比例浸泡洗涤麦饭石2小时，浸泡好的麦饭石用去离子水冲洗两次后，在100℃烘箱中烘干；

(3)取30g处理好的麦饭石和0.2mol/L的MnSO₄溶液300mL置于烧瓶中，再向烧瓶中加0.8mol/L的NaOH溶液100mL，然后在搅拌的同时不断地滴加1.2mol/L的(NH₄)₂S₂O₈溶液300mL，在室温下反应12小时；

(4)反应完后静置1小时，采用网筛把麦饭石颗粒分离出来；浸泡好的麦饭石用去离子水不断洗涤，直至滴加BaCl₂检验无沉淀或浑浊，再置于100℃烘箱中干燥并活化2小时，即得所需麦饭石除锰滤料。

制备的主要反应原理为：Mn²⁺+S₂O₈^2-+4OH-＝MnO₂+2SO₄^2-+2H₂O，经过反应在麦饭石的表面生成一层纳米级的δ-MnO₂，可以有效地吸附水中的锰离子，达到去除的效果。

与现有技术相比，本发明有益效果为：(1)本发明采用天然麦饭石作为原料，具有一定的多孔性，比一般石英砂具有更大的比表面大和孔容，有利于滤料对对锰离子的过滤；(2)同时，本发明采用过硫酸铵作为氧化剂，与传统采用高价锰酸钾氧化制得二氧化锰的工艺完全不同，且该法负载的纳米级二氧化锰更均匀，是一种新型锰滤料；(3)以麦饭石作为载体制得负载纳米二氧化锰的改性滤料，可以有效去除地下水中的锰离子，操作简单，具有较好应用前景。

本发明所要解决的另一技术问题在于：提供上述麦饭石除锰滤料用于去除地下水中锰离子的应用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种麦饭石除锰滤料用于去除地下水中锰离子的应用，所述麦饭石除锰滤料通过如下制备方法制成，其包括如下步骤：

(1)将麦饭石粉碎后分别过40目和80目筛，相应去除小于40目及大于80目的颗粒粉末；

(2)配置1mol/L的HCl溶液，以5：1的比例浸泡洗涤麦饭石2小时，浸泡好的麦饭石用去离子水冲洗两次后，在100℃烘箱中烘干；