[发明专利]一种可吸附降解Cr(Ⅵ)硅藻土复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可吸附降解Cr(Ⅵ)硅藻土复合材料及其制备方法，该复合材料为在硅藻土藻盘上负载有序纳米结构氧化铌，其制备原料包括Nb₂O₅粉末、氢氟酸、氨水、草酸铵、十二烷基苯磺酸钠、硅藻土、冰醋酸等。制备方法包括将Nb₂O₅粉末制成铌酸粉体，然后将与其他原料混匀制得悬浮液；加热反应，冷却，过滤，洗净后低温干燥即得。本发明硅藻土复合材料吸附降解Cr(Ⅵ)性能优异，既可有效解决纳米结构材料应用时存在的局限性，又能显著改善硅藻土的吸附效能。本发明方法具有工艺流程简单便捷，投资较少，材料来源丰富，价廉易得、处理成本较低等优点。

技术领域

本发明属于重金属离子吸附净化及毒性降解材料技术领域，尤其涉及一种复合吸附剂制备方法和应用，更具体的涉及一种硅藻土沉积Nb₂O₅纳米棒的复合材料，可高效吸附降解Cr(Ⅵ)。

背景技术

铬是被公认毒性最大的重金属污染物之一，可通过消化道、呼吸道、皮肤和黏膜侵入人体长期存在，干扰生物酶活性、产生致变，危害极大，其污染治理备受关注。铬在水体中存在的Cr(Ⅵ)(六价铬)较Cr(Ⅲ)(三价铬)溶解度大、毒性强、难于治理。高毒性Cr(Ⅵ)离子从水体中被吸附分离，仍存在毒性通过水体、土壤、动植物生物链等迁移转化造成再污染的问题，工业污水中达标治理非常困难。相对于六价铬而言,三价铬毒性低数十倍，甚至百倍，也有三价铬环保的说法。因此，在对污水中Cr(Ⅵ)而进行吸附去除的同时，将其进行价态转化，即将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)，即实现Cr(Ⅵ)的毒性降解，可有效解解决Cr(Ⅵ)毒性转移所造成的二次污染问题。目前含铬废水处理方法主要有化学还原法、离子交换法、吸附法等，其中吸附法简单方便，适用于低浓度含铬废水的深度净化，工业化应用最多。但吸附法去除铬、砷等重金属酸根阴离子，主要受限于材料的吸附效能。具有多孔、大比表面和丰富表面官能团，是优异的铬离子吸附剂。能满足上述性能要求的吸附剂，价格均较为昂贵。

硅藻土是一种廉价且具有天然微孔结构的无机矿物材料，表面硅羟基丰富，在吸附重金属离子方面具有天然结构优势。但硅藻原土在吸附处理重金属离子时存在两个不足：一是比表面积较低(25～30m²/g)，吸附容量受限；二是对水体中重金属酸根阴离子去除率较低。纳米结构材料是表面活性官能团最为丰富的材料，可显著提高材料的比表面积和氧化、还原等化学活性，但纳米结构吸附剂存在颗粒团聚严重和吸附剂难于后续处理，且易以造成浪费和二次污染问题。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术存在的不足，提供一种既能吸附又能催化降解重金属Cr(Ⅵ)离子的硅藻土复合材料。

本发明的第二个目的提供上述复合材料的制备方法。

本发明的第三个目的是提供所述复合材料在吸附降解Cr(Ⅵ)中的应用。

本发明技术方案如下：

一种可吸附降解Cr(Ⅵ)硅藻土复合材料，为在硅藻土藻盘上负载有序纳米结构氧化铌，其制备原料包括Nb₂O₅粉末、氢氟酸、氨水、草酸铵、十二烷基苯磺酸钠、硅藻土、冰醋酸等。

优选地，所述可吸附降解Cr(Ⅵ)硅藻土复合材料，其由包括以下重量份的原料制成：0.1-1.5份Nb₂O₅粉末、0.3-1.5份草酸铵，0.1-1.0份十二烷基苯磺酸钠、0.1-1.0份硅藻土，5-30份冰醋酸。

进一步优选地，所述可吸附降解Cr(Ⅵ)硅藻土复合材料，其由包括以下重量份的原料制成：0.5份Nb₂O₅粉末、0.5-0.6份草酸铵，0.1份十二烷基苯磺酸钠、0.1份硅藻土，10份冰醋酸。