[发明专利]一种应用于含锑废水处理的纳米材料

说明书

本发明公开了一种应用于含锑废水处理的纳米材料，其制备步骤包括将一定量的三氯化铁(FeCl₃·6H₂O)和硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)加入到烧杯中，然后加入适量去离子水，超声，加入二氧化钛纳米管，移至三口烧瓶中，然后通入氮气，加入TiO₂纳米管，搅拌反应，然后加入改性剂，反应一段时间后，过滤，用去离子水多次洗涤至中性，在80℃下真空烘干，进行研磨得到该纳米材料。该发明纳米材料显著的锑去除效率，降低了去除成本，使用的材料无毒无害并且环保。

技术领域

本发明属于含锑废水处理领域，具体涉及一种应用于含锑废水处理的纳米材料。

背景技术

近年来，随着各行各业的快速发展如金属加工厂、电镀和采矿作业、化肥工业、制革厂和电池产业等产生了大量含有重金属离子的废水，尤其是发展中国家产生的重金属废水以直接或者间接的形式排放到生态系统中的趋势逐渐增加。众所周知，许多重金属离子是有毒或致癌的，由于重金属离子废水排放不达标所造成的水污染已经严重威胁着全球的经济发展、人类的身体健康和生态系统。重金属离子废水所引发的问题已经受到世界各国广泛的关注。由于重金属在水介质中的稳定性、高溶解度和迁移活性，使得对重金属离子的去除变得十分困难。

锑的毒性取决于环境的氧化程度、化合物的溶解度以及锑与配合物的相互作用。一般而言，单质锑的毒性远大于锑的化合物；三价的锑毒性是五价锑毒性的10倍；无机态锑的毒性大于有机态锑；水溶性锑化合物的毒性较难溶性化合物毒性强；锑元素粉尘的毒性比其他含锑化合物毒性强。锑是植物非必需元素，但能够被植物体及农作物吸收。锑及化合物可以通过呼吸道、消化道或皮肤等途径进入人体，与人体内巯基结合，干扰体内酶活性或破坏细胞内离子平衡使细胞缺氧而引起人体的代谢紊乱，主要表现为锑性皮炎、锑尘肺、肝脏、肾脏及心肌损害。急性锑中毒可以造成皮肤黏膜、心脏、肝脏、肺及神经系统等多个组织器官的损害，在临床上表现为呕吐、腹痛腹泻、血尿、肝肿大、痉挛及心率紊乱等症状。慢性锑中毒可出现头痛、兴奋、失眠、眩晕、肢体酸痛、贫血、消瘦等症状。早在1979年，锑就被美国环保部列为优先控制污染物名单，同时也被欧盟呢如优先控制污染物之列。

近年来，纳米材料在水环境污染物去除的应用受到了人们的关注，纳米材料具有纳米材料高的比表面积和卓越的吸附性能，使其成为水处理领域理想的吸附剂。在众多的金属纳米氧化物中，纳米TiO₂具有非常好的化学稳定性，高效活性，且无毒无害、成本低廉。然而，传统的纳米TiO₂的等电点在pH4.5-6.5之间，等电点偏低，因而其吸附能力较弱，因而降低了其对污染物的处理效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于含锑废水处理的纳米材料，该材料的制备方法具体包括以下步骤：

S1：将一定量的三氯化铁(FeCl₃·6H₂O)和硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)加入到烧杯中，然后加入适量去离子水，在室温下超声并搅拌20min，使其充分溶解，其中加入三氯化铁和硫酸亚铁的质量比例为1:1.2～2.3。

S2：将适量的二氧化钛(TiO₂)颗粒加入到NaOH溶液中，搅拌使其分散，然后移入聚四氟乙烯高压反应釜中，在120～160℃反应12～24h，得到的白色产物，过滤，然后用去离子水洗涤至中性，再用盐酸溶液浸泡，再然后用去离子水再次洗涤至中性，烘干，得到二氧化钛纳米管。

S3：将步骤S1中的移至三口烧瓶中，然后通入氮气进行保护，加入步骤S2中得到的TiO₂纳米管，将温度升至90～120℃，搅拌反应，然后加入改性剂，在该温度条件下反应1.2～5h后，让温度降至室温过滤，用去离子水多次洗涤至中性，在80℃下真空烘干，进行研磨得到该纳米材料。