[发明专利]一种载铁锰镁层状氢氧化物复合半焦及其制备方法

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，公开了一种载铁锰镁层状氢氧化物复合半焦及其制备方法，通过将具有良好孔道分布和巨大比表面积的生物质热解半焦作为载体，将Fe³⁺、Mn²⁺、Mg²⁺离子通过离子扩散作用导入生物质热解半焦的内外表面；然后通过共沉淀反应，使Fe³⁺、Mn²⁺、Mg²⁺离子在生物质热解半焦内外表面沉淀，生成层状氢氧化物，最后通过洗涤、冷冻干燥得到载铁锰镁层状氢氧化物复合半焦。本发明结合了生物质热解半焦对水体中无机阴离子污染物的Donnan预富集效应和铁锰镁层状氢氧化物对废水磷素的高效去除于一体，并克服了铁锰镁层状氢氧化物难回收、颗粒小、压头损失大等缺点，对废水中磷素具有快速、高效的吸附去除特性，且成本较低。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种载铁锰镁层状氢氧化物复合半焦及其制备方法。

背景技术

半焦是煤在较低温度下(600-700℃)热解的产物，其比表面积较活性炭的小，但因其尚未热解完全，内部含有较多的氢和氧，有较丰富的孔隙及表面结构，故化学改性比较容易，而且价格较为低廉；半焦必将成为具有极大市场吸引力的新型吸附剂。

层状氢氧化物俗称水滑石，具有化学组分可调控性以及相应的物理化学性能可调控性的特点。近年来，层状氢氧化物成为研究热点，得益于其在催化、离子交换材料、阻燃材料以及高分子复合材料等方面广泛的应用。

此外，金属层状氢氧化物能够吸收废水中的磷，但是，由于金属层状氢氧化物颗粒小、压头损失大、难回收等缺点，在实际操作过程中，依然存在这许多不足，直接影响了废水深度除磷的效果。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种载铁锰镁层状氢氧化物复合半焦及其制备方法，结合了生物质热解半焦对水体中无机阴离子污染物的Donnan预富集效应和铁锰镁层状氢氧化物对废水磷素的高效去除于一体，并克服了铁锰镁层状氢氧化物难回收、颗粒小、压头损失大等缺点，对废水中磷素具有快速、高效的吸附去除特性，且成本较低。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种载铁锰镁层状氢氧化物复合半焦，包括内部布满孔道和具有电子束缚特性的生物质热解半焦，生物质热解半焦的内外表面固载具有层状结构的铁锰镁层状氢氧化物。

进一步地，生物质热解半焦内孔道的孔径为10～500nm。

进一步地，铁锰镁层状氢氧化物为片层结构，且层状氢氧化物尺寸为50～200nm。

进一步地，生物质热解半焦的骨架为不完全碳化的固定碳链，固定碳链上含有碱性含氧基团，碱性含氧基团包括羰基或酚羟基。

进一步地，生物质热解半焦原料为农业废弃物，农业废弃物包括玉米、小麦或水稻秸秆。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种载铁锰镁层状氢氧化物复合半焦的制备方法，包括如下步骤：

S1、将2～10g生物质热解半焦加入到50～150ml水中，同时向其中加入5～15ml乙醇，搅拌20～40min，抽滤洗涤得到样品1；

S2、配置150～200ml含有FeCl₃、MnCl₂、MgCl₂的混合溶液，混合溶液中FeCl₃、MnCl₂、MgCl₂的总的物质的量浓度为2mol/L，并向混合溶液中加入15-25ml质量分数为37％的盐酸，将2～10g的样品1加入混合溶液中，搅拌2～6h，得到混合样品2；