[发明专利]一种快速高效除氮磷的吸附剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种快速高效除氮磷的吸附剂的制备方法，包括如下步骤：(1)以熔炼石英粉和生石灰为原料，按一定配比湿磨混合15min，然后在蒸压釜90℃下消化2h，再经蒸压养护，取出经105℃干燥，获得托贝莫来石；(2)将托贝莫来石与葡萄糖溶液混匀，放入聚四氟乙烯水热反应釜中进行水热反应，反应结束后取出干燥，再移入管式电阻炉中加热碳化，得到负载碳层的托贝莫来石；(3)将负载碳层的托贝莫来石与硝酸镁、柠檬酸和无水乙醇按一定比例混合，经恒温水浴搅拌，再离心干燥，最后放入马弗炉中煅烧，获得负载氧化镁的托贝莫来石，即改性后托贝莫来石。本发明制备的改性托贝莫来石可以同时对氮磷实现高效、快速的吸附去除。

技术领域

本发明属于材料制备和环境工程水处理技术领域，具体涉及一种快速高效除氮磷的吸附剂及其制备方法。

背景技术

水中的高浓度氮磷主要来源于人类的生活洗涤、农田氮磷化肥施用和畜牧业废水排放等。若含氮磷的废水处理不达标就直接排放会导致水体富营养化，破坏水生生态系统，因此，解决含氮磷废水问题已经刻不容缓。目前常用的除氮磷方法有：吸附法、化学法和生物法。其中，吸附法作为传统的污水处理方法，具有操作简便、效率高、能耗低、无二次污染、投资费用低等优点，被认为是去除水中氮磷最有应用前景的方法。吸附法主要是利用吸附剂本身结构和离子交换等作用进行吸附，吸附方式上分为物理吸附和化学吸附。利用吸附法除氮磷已有报道，但在实际应用中存在以下问题：(1)仅仅可以处理低浓度的含氮磷废水；(2)同时吸附除氮磷时，达到吸附饱和的速度比较慢；(3)同时除氮磷时，磷的去除受抑制，去除率比较低。因此，采用吸附法处理含氮磷废水最大的挑战是研发快速高效的吸附剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快速高效除氮磷的吸附剂及其制备方法，吸附剂可以处理高浓度的含氮磷废水，并且去除率高、去除速率快，应用前景广阔。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种快速高效除氮磷的吸附剂，其特征在于，为改性的托贝莫来石。

其中，所述托贝莫来石的反应原料为熔炼石英粉和生石灰。

本发明还提供一种快速高效除氮磷的吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)以熔炼石英粉和生石灰为原料，按一定配比湿磨混合15min，然后在蒸压釜90℃下消化2h，再经蒸压养护，取出经105℃干燥，获得托贝莫来石；

(2)将步骤(1)获得的托贝莫来石与葡萄糖溶液混匀，放入聚四氟乙烯水热反应釜中进行水热反应，反应结束后取出干燥，再移入管式电阻炉中加热碳化，得到负载碳层的托贝莫来石；

(3)将步骤(2)得到的负载碳层的托贝莫来石与硝酸镁、柠檬酸和无水乙醇按一定比例混合，经恒温水浴搅拌，再离心干燥，最后放入马弗炉中煅烧，获得负载氧化镁的托贝莫来石，即改性后托贝莫来石。

其中，步骤(1)的原料中，Ca和Si的摩尔比为5：6，水固比为15：1；步骤(1)中蒸压养护条件为205℃、1.6MPa，静态养护20-28h。

其中，步骤(2)中，葡萄糖溶液的浓度为0.5-5mol/L，水热反应的温度为180℃，反应时间为8-10h，干燥温度为50℃。步骤(2)中，管式电阻炉中碳化温度为500℃，碳化时间4-6h。

其中，步骤(3)中，水、硝酸镁、柠檬酸和无水乙醇的摩尔比为100：9：9：2.1。步骤(3)中，恒温水浴搅拌温度为80℃，搅拌时间为4-8h，马弗炉煅烧条件为温度500-900℃，煅烧时间1-9h。