[发明专利]一种二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂及其制备方法和在除砷中的应用

说明书

本发明提供了一种二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂及其制备方法和在除砷中的应用，涉及复合材料技术领域。本发明提供的二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂，包括活性炭和附着在所述活性炭表面和孔隙中的δ‑二氧化锰。本发明提供的二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂对含砷水体中砷的去除率高；而且，δ‑二氧化锰负载于活性炭的表面和孔隙内部，使得二氧化锰不易发生团聚，处理含砷水体后易被回收，循环利用率高，具有良好的应用前景和推广价值。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂及其制备方法和在除砷中的应用。

背景技术

砷是一种具有较高致癌致畸性的剧毒性污染物，在地表水中主要以砷酸(五价砷)的形式存在，而在地下水中主要以亚砷酸(三价砷)的形式存在，砷水污染对生态环境和人类的健康有极大的危害。

目前，工业固砷除砷方法主要包括砷酸钙沉淀、臭葱石、铁砷共沉淀、膜分离法等，然而上述方法主要适用于砷浓度较高的工业废水。对于较低浓度的含砷废水或含砷地下水，吸附法是一种比较常见有效的方法。吸附法除砷常用的吸附剂主要是铁氧化物、铝氧化物、锰氧化物等金属氧化物。然而，上述金属氧化物的颗粒小、易聚集，不易回收，对环境造成二次环境污染。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂及其制备方法和在除砷中的应用，本发明提供的二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂不易团聚，对三价砷和五价砷的去除率高且循环利用率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂，包括活性炭和附着在所述活性炭表面和孔隙中的δ-二氧化锰。

优选的，所述δ-二氧化锰和活性炭的质量比为(0.04～2)：1。

本发明提供了上述技术方案所述二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将活性炭置于酸性溶液中酸化，得到酸处理活性炭；

(2)将所述酸处理活性炭、高锰酸钾溶液和强碱-醇水溶液混合后第一老化，得到二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂；

或，将所述酸处理活性炭、水溶性二价锰盐溶液和双氧水混合，调节pH值至6～9后进行第二老化，得到二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂。

优选的，所述活性炭的粒度为40～150μm。

优选的，所述酸性溶液的浓度为2～10mol/L；

所述酸化的时间为5～36h。

优选的，所述酸处理活性炭的质量和高锰酸钾水溶液中的高锰酸钾的物质的量之比为(0.5～10)g：(0.0005～0.75)mol。

优选的，所述第一老化的温度为室温，时间为10～36h。

优选的，以水溶性二价锰盐和H₂O₂的量计，所述水溶性二价锰盐溶性的物质的量、双氧水的物质的量和酸处理活性炭的质量之比为(0.0005～0.75)mol：(0.01～0.6)mol：(0.5～10)g。

优选的，所述第二老化的温度为室温，时间为10～36h。

本发明还提供了上述技术方案所述的二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂或上述技术方案所述制备方法得到的二氧化锰修饰活性炭复合吸附剂在除砷中的应用。