[发明专利]一种吸附三价砷的铁铝复合材料及其应用有效

专利信息
申请号: 201610420731.0 申请日: 2016-06-14
公开(公告)号: CN105944655B 公开(公告)日: 2018-04-17
发明(设计)人: 罗琳;孟成奇;张嘉超;魏建宏;周耀宇;高军;张凤凤 申请(专利权)人: 湖南农业大学
主分类号: B01J20/02 分类号: B01J20/02;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/10
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司11002 代理人: 王文君
地址: 410128 *** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 吸附 三价砷 复合材料 及其 应用
【说明书】:

技术领域

发明涉及水中三价砷的吸附领域,具体涉及一种铁铝复合材料。

背景技术

砷作为第一类致癌物质,不仅是有害的微量元素,而且对人体各个系统器官都存在着不同程度的危害。相比于五价砷,三价砷的毒性更大,且在处理上也更困难。常见的水中砷的处理方法一般有沉淀法、吸附法、氧化法、离子交换法、生化法等。相比于其他方法,吸附法由于其简单易行、成本低、适宜处理水量大浓度低的含砷废水,而得到广泛的关注。目前研究较多的除砷吸附材料主要有金属矿物、工农业废弃物、树脂类吸附剂、炭类吸附剂、生物吸附剂以及复合吸附剂。从吸附效果来看生物吸附剂及金属矿物材料尤其是铁、锆、锰等金属矿物材料对三价砷吸附效果较好。

前期通过对陶粒、酸改活性炭、水滑石、四氧化三铁、矿物类合成材料的筛选实验发现其对三价砷的吸附效果不太理想。通过查阅文献发现砷能够被α-Al2O3很强的吸附(如Halter和Pfeifer(2001)初步研究了α-Al2O3对五价砷的吸附作用)。但国内对铝作为吸附剂吸附三价砷的研究相对较少。因此,研究铁铝复合材料对三价砷的吸附,对处理水中三价砷具有一定的研究指导意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附水中三价砷的铁铝复合材料。本发明所述的铁铝复合材料由如下方法制备而成:

1)向七水合硫酸亚铁溶液中按亚铁和过氧化氢的物质的量之比为1:0.8~1.2加入过氧化氢溶液,反应后得混合溶液;

2)向所述混合溶液中按铁铝的物质的量之比为1:0.15~1.5加入锻烧后的三氧化二铝,得铁铝混合液;

3)将所述铁铝混合液进行恒温振荡、干燥、研磨后得所述铁铝复合材料;

将所述混合溶液或铁铝混合液的pH调节至5.5~6.5。

优选的,将所述混合溶液的pH调节至5.5~6.5。

所述三氧化二铝的煅烧方法为,将三氧化二铝在950~1050℃下煅烧1~4h,过80~120目筛。在这种条件下煅烧三氧化二铝,可最大限度地增加三氧化二铝的比表面积,提高其吸附性能。

在所述七水合硫酸亚铁溶液的配制过程中,称取一定量的FeSO4·7H2O溶于蒸馏水中后,微热使其溶解为浅绿色溶液。

所述过氧化氢溶液的质量浓度为25~35%。

所述振荡的条件为所述铁铝混合液在20~30℃下,120~180r/min振荡22~26h。在这种条件下进行振荡,可实现铁和铝的充分接触,有利用形成性能良好的铁铝复合材料。

将研磨后的铁铝复合材料过150~200目的筛。过150~200目筛的复合材料具有较大的比表面积,既可实现对砷的充分吸附,还不会因为颗粒过小而影响沉降性。

优选的,本发明所述的复合材料由如下方法制备而成:

1)向七水合硫酸亚铁溶液中按亚铁和过氧化氢的物质的量之比为1:1加入过氧化氢溶液,反应后得混合溶液,将所述混合溶液的pH调节至6;

2)向所述混合溶液中按铁铝的物质的量之比为1:0.15~0.25加入锻烧后的三氧化二铝,得铁铝混合液;

3)将所述铁铝混合液在24~26℃下,140~160r/min振荡22~26h,然后在102~108℃下干燥至恒重,研磨后过180目筛得所述铁铝复合材料;

所述三氧化二铝的煅烧方法为,将三氧化二铝在950~1050℃下煅烧3~5h,过100~180目筛;

所述过氧化氢溶液的浓度为25~35%。

进一步优选,本发明所述的复合材料由如下方法制备而成:

1)向七水合硫酸亚铁溶液中按亚铁和过氧化氢的物质的量之比为1:1加入过氧化氢溶液,反应后得混合溶液,将所述混合溶液的pH调节至6;

2)向所述混合溶液中按铁铝的物质的量之比为1:0.2加入锻烧后的三氧化二铝,得铁铝混合液;

3)将所述铁铝混合液在24~26℃下,140~160r/min振荡22~26h,然后在102~108℃下干燥至恒重,研磨后过180目筛得所述铁铝复合材料;

所述三氧化二铝的煅烧方法为,将三氧化二铝在950~1050℃下煅烧3~5h,过100~180目筛;

所述过氧化氢溶液的浓度为25~35%。

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