專利名稱：一種去除飲用水中As(V)的材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除飲用水中As(V)的材料及其制備方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飲用水As (V)污染在許多國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。飲用水As (V)污染對(duì)人的身體健康構(gòu)成了極大威脅。為此，世界衛(wèi)組織在其《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》中建議飲用水中的砷限度是IOy g/L。因此，開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)有效的去除飲用水中As (V)的方法已經(jīng)是世界各方正在努力的方向。吸附法由于其處理工藝簡(jiǎn)單、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)仍是目前主要除As(V)工藝。常見的吸附材料除一些高分子粘合劑等有機(jī)吸附劑外，最常用的是鐵鹽和鋁鹽等無機(jī)吸附齊U。但是單一使用某種吸附劑對(duì)As (V)的吸附效果并不理想。因此，人們改用顆?；钚蕴?、骨碳等作為骨架材料，以鐵鹽等吸附劑作為基團(tuán)材料以達(dá)到強(qiáng)化除As (V)的效果。但是活性炭和骨碳的價(jià)格相對(duì)比較高，而且制作過程比較復(fù)雜。因此，開發(fā)費(fèi)用低廉、吸附效果好的除As (V)吸附劑對(duì)提高飲用水健康有重大意義?；钚越故且院置簽橹饕涎兄瞥龅囊环N具有吸附劑和催化劑雙重性能的粒狀物質(zhì)?；钚越古c活性炭的吸附性能相似，但是因資源優(yōu)勢(shì)的存在，生產(chǎn)成本及生產(chǎn)得率均比煤質(zhì)活性炭有比較優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本不到活性炭的50%，使活性焦成為高性價(jià)比的污水深處理凈化材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種去除飲用水中As(V)的材料及其制備方法，本發(fā)明通過沉淀負(fù)載的方法將金屬負(fù)載到活性焦上，本發(fā)明所制備的材料經(jīng)濟(jì)高效，吸附效果好，能夠有效降低飲用水中的As (V)含量。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種去除飲用水中As(V)的材料的制備方法，包括:以活性焦為負(fù)載體，將活性焦加入到金屬的鹽溶液中，先超聲2h，再靜置12h，傾出上清液，再加入NaOH水溶液，超聲2h，再靜置12h，傾出上清液，然后用超純水清洗沉淀物至溶液，真空烘干至恒重，得到載金屬活性焦。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述金屬為錳或鈷；進(jìn)一步，所述金屬與活性焦的加入量為0.1mol 0.5mol的金屬加入IOg 30g的活性焦；進(jìn)一步,所述用超純水清洗沉淀物至溶液pH值達(dá)到7.0 10.0。進(jìn)一步，所述金屬與NaOH的加入量為0.1mol 0.5mol的金屬加入0.5 2molNa0H ；進(jìn)一步，所述活性焦是指褐基煤活性焦，粒徑為100目 500目，比表面積為150m2/g 500m2/g ；進(jìn)一步，所述烘干溫度為50 70°C或110 130°C ；本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述制備方法制備的去除飲用水中As(V)的材料。本發(fā)明還提供了一種去除飲用水中As(V)的材料的使用方法，使用時(shí)，向每升含As(V)的水溶液中加入0.2mg 3mg上述材料，調(diào)節(jié)溶液pH為3 10，調(diào)節(jié)溶液中共存陰離子的種類及濃度。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述含As (V)的水溶液的濃度為lmg/L 500mg/L ；進(jìn)一步，所述共存陰離子的種類為磷酸根、碳酸根、硅酸根、硫酸根或氟離子中的一種或多種；進(jìn)一步，所述共存陰離子的濃度為0.01mmol/L 0.5mmol/L。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明以活性焦為負(fù)載體，通過負(fù)載金屬去除水溶液中As (V)，并通過改變?nèi)芤篜H值、共存陰離子的種類及濃度以提高載金屬活性焦對(duì)As (V)吸附去除性能。本發(fā)明所制備 的材料經(jīng)濟(jì)高效，吸附效果好，能夠有效降低飲用水中的As (V)含量。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1取清洗后的活性焦(粒徑為100目 500目，比表面積為150m2/g 500m2/g) 20g放入到IOOOmL濃度為0.25mol/L的MnSO4水溶液中，先超聲2h再靜置12h，傾出上清液，再加入2mol/L的NaOH水溶液IOOOmL,超聲2h靜置12h后傾出上清液，然后用超純水清洗沉淀物數(shù)次至溶液的PH值在10.0，之后在65°C下真空干燥至恒重，便得到負(fù)載錳的活性焦。用實(shí)施例1制備的負(fù)載錳后的活性焦吸附去除初始濃度為10mg/L的含As (V)的水溶液，每升含As (V)水溶液加入2g負(fù)載錳的活性焦，調(diào)節(jié)溶液pH值為3.0,As(V)的去除率為85.7% ;調(diào)節(jié)溶液pH值為4.0, As (V)的去除率為100% ;調(diào)節(jié)溶液pH值為5.0, As (V)的去除率為93.8% ;調(diào)節(jié)溶液pH值為6.0,As(V)的去除率為83.3% ;調(diào)節(jié)溶液pH值為7.0，As (V)的去除率為85.2% ;調(diào)節(jié)溶液pH值為8.0，As (V)的去除率為78.0% ;調(diào)節(jié)溶液pH值為9.0，As (V)的去除率為51.3% ;調(diào)節(jié)溶液pH值為10.0, As (V)的去除率為33.3% ；實(shí)施例2取清洗后的活性焦(粒徑為100目 500目，比表面積為150m2/g 500m2/g) 20g放入到IOOOmL濃度為0.25mol/L的MnSO4水溶液中，先超聲2h再靜置12h，傾出上清液，再加入2mol/L的NaOH水溶液IOOOmL,超聲2h靜置12h后傾出上清液，然后用超純水清洗沉淀物數(shù)次至溶液的PH值在7.0，之后在120°C下真空干燥至恒重，便得到負(fù)載錳的活性焦。用實(shí)施例2制備的負(fù)載錳后的活性焦吸附去除初始濃度為10mg/L的含As (V)的水溶液，每升含As (V)水溶液加入2g負(fù)載錳的活性焦，調(diào)節(jié)溶液pH值3.0, As (V)的去除率為96.1% ;調(diào)節(jié)溶液pH值4.0，As (V)的去除率為100% ;調(diào)節(jié)溶液pH值5.0，As (V)的去除率為85.9% ;調(diào)節(jié)溶液pH值6.0，As (V)的去除率為86.0% ;調(diào)節(jié)溶液pH值7.0，As (V)的去除率為69.6% ;調(diào)節(jié)溶液pH值8.0，As (V)的去除率為63.9% ;調(diào)節(jié)溶液pH值9.0，As (V)的去除率為33.1% ;調(diào)節(jié)溶液pH值10.0，As (V)的去除率為23.7% ；實(shí)施例3取清洗后的活性焦(粒徑為100目 500目，比表面積為150m2/g 500m2/g) 20g放入到IOOOmL濃度為0.25mol/L的CoCl2水溶液中，先超聲2h再靜置12h，傾出上清液，再加入2mol/L的NaOH水溶液IOOOmL,超聲2h靜置12h后傾出上清液，然后用超純水清洗沉淀物數(shù)次至溶液的PH值在10.0，之后在65°C下真空干燥至恒重，便得到負(fù)載鈷的活性焦。用實(shí)施例3制備的負(fù)載鈷后的活性焦吸附去除初始濃度為10mg/L的含As (V)的水溶液，每升含As (V)水溶液加入2g負(fù)載鈷的活性焦，調(diào)節(jié)溶液pH值3.0，As (V)的去除率為100% ;調(diào)節(jié)溶液pH值4.0，As (V)的去除率為100% ;調(diào)節(jié)溶液pH值5.0，As (V)的去除率為94.1% ;調(diào)節(jié)溶液pH值6.0，As (V)的去除率為96.8% ;調(diào)節(jié)溶液pH值7.0，As (V)的去除率為98.5% ;調(diào)節(jié)溶液pH值8.0，As (V)的去除率為67.4% ;調(diào)節(jié)溶液pH值9.0，As (V)的去除率為97.7% ;調(diào)節(jié)溶液pH it 10.0, As (V)的去除率為51.9% ；實(shí)施例4取清洗后的活性焦(粒徑為100目 500目，比表面積為150m2/g 500m2/g) 20g放入到IOOOmL濃度為0.25mol/L的CoCl2水溶液中，先超聲2h再靜置12h，傾出上清液，再加入2mol/L的NaOH水溶液IOOOmL,超聲2h靜置12h后傾出上清液，然后用超純水清洗沉淀物數(shù)次至溶液的PH值在7.0之后在120°C下真空干燥至恒重，便得到負(fù)載鈷的活性焦。用實(shí)施例4制備的負(fù)載鈷后的活性焦吸附去除初始濃度為10mg/L的含As (V)的水溶液，每升含As (V)水溶液加入2g負(fù)載鈷的活性焦，調(diào)節(jié)溶液pH值3.0，As (V)的去除率為79.5% ;調(diào)節(jié)溶液pH值4.0，As (V)的去除率為100% ;調(diào)節(jié)溶液pH值5.0，As (V)的去除率為86.5% ;調(diào)節(jié)溶液p·H值6.0，As (V)的去除率為81.3% ;調(diào)節(jié)溶液pH值7.0，As (V)的去除率為82.3% ;調(diào)節(jié)溶液pH值8.0，As (V)的去除率為90.0% ;調(diào)節(jié)溶液pH值9.0，As (V)的去除率為76.9% ;調(diào)節(jié)溶液pH值10.0，As (V)的去除率為29.9% ；以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種去除飲用水中As(V)的材料的制備方法，其特征在于，包括:以活性焦為負(fù)載體，將活性焦加入到金屬的鹽溶液中，先超聲2h，再靜置12h，傾出上清液，再加入NaOH水溶液，超聲2h，再靜置12h，傾出上清液，然后用超純水清洗沉淀物，真空烘干至恒重，得到載金屬活性焦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬為錳或鈷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬與活性焦的加入量為0.1mol 0.5mol的金屬加入IOg 30g的活性焦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬與NaOH的加入量為0.1mol 0.5mol的金屬加入0.5 2molNaOH。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性焦是指褐基煤活性焦，粒徑為100目 500目，比表面積為150m2/g 500m2/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干溫度為50 70°C或110 130。。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用超純水清洗沉淀物至溶液pH值達(dá)到 7.0 10.0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的方法制備的去除飲用水中As(V)的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的去 除飲用水中As(V)的材料的使用方法，其特征在于，使用時(shí)，向每升含As (V)的水溶液中加入0.2mg 3mg如權(quán)利要求8所述的材料，調(diào)節(jié)溶液pH為3 10，調(diào)節(jié)溶液中共存陰離子的種類及濃度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述含As(V)的水溶液的濃度為lmg/L 500mg/L，所述共存陰離子的種類為磷酸根、碳酸根、硅酸根、硫酸根或氟離子中的一種或多種，所述共存陰離子的濃度為0.0lmmol/L 0.5mmol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種去除飲用水中As(V)的材料及其制備方法，本發(fā)明將金屬通過沉淀負(fù)載的方法負(fù)載到活性焦上，再真空烘干至恒重，以制備載金屬活性焦，本發(fā)明制備的吸附材料對(duì)As(V)的吸附去除率最高達(dá)100%，說明本發(fā)明所制備的材料經(jīng)濟(jì)高效，吸附效果好，能夠有效降低飲用水中的As(V)含量，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C02F1/62GK103240056SQ20131014632
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者彭先佳, 周寧, 王軍, 欒兆坤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心