[发明专利]一种负载镧锆油菜秸秆的除磷吸附剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种负载镧锆油菜秸秆的除磷吸附剂及其制备方法，其包括以下步骤：取油菜秸秆粉，按料液比为1:(1.5～3)加入1～3%的MgCl₂溶液，在微波炉内进行微波活化，取出过滤抽干，制备成油菜秸秆湿渣；在0.2～0.5%十二烷基磺酸钠的溶液中，加入La(NO₃)₃·6H₂O和ZrOCl₂·8H₂O两种固体，调节pH至7~9，制备成镧‑锆离子前驱液；向S3的镧‑锆离子前驱液中，加入油菜秸秆湿渣，室温下搅拌12～24 h，过滤抽干，滤渣在50～80℃条件下干燥，制得负载镧锆油菜秸秆的除磷吸附剂成品；本发明方法简单，磷的去除率高、吸附容量大，是在富营养化湖泊和含磷废水的治理中有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种负载镧锆油菜秸秆的除磷吸附剂及其制备方法，并用于吸附去除湖泊水体中的磷 。

背景技术

由于工农业的快速发展，各类污染物不断向环境排放，造成了大量河流、湖泊的严重污染和富营养化的问题，磷含量的过高是引起湖泊富营养化危害的主要原因之一，不断积累的磷元素最终会导致湖泊蓝藻泛滥，水质变坏发臭，严重影响人们的日常生活。磷通常以PO₄^3-、HPO₄^2-的形式存在于水体中，是水体富营养化的控制性因子，减少湖泊或废水中磷浓度，能消除湖泊富营养化，改善水体环境。因此，除去水中的磷已成为有效防治水体富营养化的重要途径。

油菜秸秆是一种生产食用菜油的副产物，含有丰富的天然纤维素成分，也上一种可利用的生物质，其茎杆的芯髓是一种泡沫结构、疏松多孔，具有密度低、质轻、比表面积大、化学稳定性高等特点，无毒不会造成环境污染，具有广泛的应用前景。油菜秸秆作为农作物的副产品被焚烧会造成空气污染，其本身对磷没有吸附作用，但其茎杆具有的疏松多孔结构是一种优良的载体。实验发现，油菜秸秆经过粉碎加工，可作为一些吸附物质的载体，比如一些高活性的氢氧化物附载在其表面，制备成吸附材料，能显著拓展油菜秸秆的用途；同时制备的吸附剂对磷的吸附率会大大增强，另外还便于收集。

目前，除去水中的磷的方法有化学法、电沉积法、生物法和吸附法等，其中吸附法因其操作容易、工艺简单、所需成本低、二次污染少等优点而被广泛应用，但吸附法的应用关键在于吸附剂的制备。有天然的矿物材料吸附剂，如专利公开号200910223947.8公开了沸石和蛭石吸附磷的方法、专利公开号201210253526.1利用菱镁矿回收磷、专利公开号201010594623.8公开了铁硫矿及粉煤灰等天然矿物质对磷的吸附性能，通过实际应用发现这些材料对磷的吸附容量比较低。为了提高除磷效果，专利公开号200910186048.5公开了一种了水合氧化镧的制备方法及对磷的吸附，但这种粉末状的吸附剂，难于直接应用于水处理过程，因此未得到广泛应用。因此，制备高的吸附容量、使用方便的除磷的吸附剂很有必要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计利用油菜秸秆作为基质材料，将La（III）和Zr（IV）盐的氢氧化物负载在其表面，制备出了一种高效除去磷（PO₄^3-）的复合吸附剂。本发明方法简单，吸附容量大、吸附率高，可大规模化生产，制备的产品更利于吸附湖泊或水中的磷。

具体地，本发明提供一种负载镧锆油菜秸秆的除磷吸附剂及其制备方法，其包括以下步骤：

S1、制备油菜秸秆粉：收集油菜秸秆去掉杂物，用自来水冲洗掉泥沙，烘干后粉碎至60 ～ 120目，得油菜秸秆粉。

S2、油菜秸秆粉预处理：在S1得到的油菜秸秆粉中，按料液比为1: (1.5 ～ 3) 加入质量分数为1 ～ 3%的MgCl₂溶液，搅拌混匀后，放置 3 ～ 5 h，得混合液；将混合液放置在微波炉内用中火微波活化 3 ～ 4 分钟，取出后用蒸馏水清洗多次，过滤抽干，得预处理后的油菜秸秆湿渣。