[发明专利]磁性复合砷吸附剂的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及磁性复合砷吸附剂的制备方法及其应用，该方法，包括如下顺序的四个步骤：磁性纳米颗粒的制备；在磁性纳米颗粒表面通过非均相成核过程包覆铁和锰的氢氧化物沉淀；氧化已包覆的锰；脱水和干燥，即得到包覆无定形铁锰复合氧化物的磁性复合砷吸附剂。制备方法详见说明书。本发明优点：本发明是首次公开在磁性纳米材料表面包覆无定形铁锰复合氧化物的方法，制备条件温和，原料成本低廉，除砷快速有效，处理彻底，使用便捷，磁性固液分离过程速度快，复合吸附剂安全稳定，与低浓度三价砷反应后不会向溶液中释放铁或锰，复合砷吸附剂使用后可有效再生重复利用。磁性复合砷吸附剂的制备方法的应用：主要用于在地下水或饮用水中，去除水中毒性大的无机三价砷。

主权项

磁性复合砷吸附剂的制备方法，其特征在于：该方法包括如下顺序的四个步骤：第一步磁性纳米颗粒的制备：在室温和机械搅拌状态下，向含有二价铁盐和三价铁盐按照摩尔比Fe2+:Fe3+=2:3的溶液中，滴加NaOH溶液至pH达到10~11之间，继续搅拌10~60分钟，利用永磁体或电磁场施加磁场力，将粗制得的磁性纳米颗粒分离，水洗至洗脱液的pH达到7，得到磁性纳米颗粒；第二步在磁性纳米颗粒表面通过非均相成核过程包覆铁和锰的氢氧化物沉淀：将第一步得到的磁性纳米颗粒分散在水中，在室温和机械搅拌条件下，用两条不同的管路分别向其中加入铁锰混合盐溶液和氢氧化钠溶液，其中铁锰混合盐溶液指可溶性三价铁盐和可溶性二价锰盐的混合溶液，两者的摩尔比Fe：Mn在1：1到5：1之间，控制加入两种溶液的浓度和流速，使单位时间内加入的氢氧化钠的物质的量等于单位时间内加入的铁和锰的物质的量之和的3~4倍，投加完成后继续搅拌5~60分钟，利用永磁体或电磁场施加磁场力或者通过离心，将包覆铁锰氢氧化物的磁性纳米颗粒分离，水洗至洗脱液的pH达到7~8之间，得到包覆铁锰复合氢氧化物的磁性纳米颗粒；第三步氧化已包覆的锰：将第二步得到的已包覆铁锰复合氢氧化物的磁性纳米颗粒，分散在水中，在室温和机械搅拌条件下，向其中加入次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液中有效氯的物质的量应为包覆的锰的物质的量的1.2~3倍，投加完成后继续搅拌5~60分钟，利用永磁体或电磁场施加磁场力或者通过离心，将包覆铁锰复合氧化物前驱物的磁性纳米颗粒分离，并水洗至洗脱液的pH达到7，得到包覆铁锰复合氧化物前驱物的磁性纳米颗粒；第四步脱水和干燥：将第三步得到的包覆铁锰复合氧化物前驱物的磁性纳米颗粒，在不小于6000倍重力加速度的相对离心力条件下，离心5~20分钟，弃去上清液，将固形物在80~105℃的温度下，烘干4~12小时，脱水干燥后的固体研磨成粉末状，即得到包覆无定形铁锰复合氧化物的磁性复合砷吸附剂。