專利名稱：一種去除水中高錳酸根的復(fù)合吸附材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除水中高錳酸根的復(fù)合吸附材料及其制備方法，具體涉及利用藕粉負(fù)載在莫來石纖維上制得的一種新型的材料，屬于水進(jìn)化處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高錳酸根(MnCV)是錳系物中的最高價(jià)態(tài)，具有強(qiáng)氧化性，在水中一般不能存在，會被還原成Mn2_，它可以通過不同的途徑對人體造成傷害，諸如通過消化道、呼吸道、皮膚等侵入人體，引起惡心、嘔吐等不良反應(yīng)，濃溶液或結(jié)品對皮膚有腐蝕性?？诜┝看笳邥烙谘h(huán)衰竭。此外，它還可以在植物、動物體內(nèi)經(jīng)生物富集作用累計(jì)下來，對生態(tài)環(huán)境造成長期威脅。 目前，在含高錳酸根的廢水處理領(lǐng)域，工程應(yīng)用最廣泛的處理方法為傳統(tǒng)沉淀法、絮凝沉降法、電解法、鐵屑微電解法。傳統(tǒng)沉淀法是利用氫氧化物或硫化物與廢水中的Mn2-反應(yīng)生成溶度積小的沉淀，從而去除廢水中的Mn2_。一般酸性含錳廢水經(jīng)過調(diào)pH值后，用傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法處理，能達(dá)到出水含錳離子濃度小于5mg/L，但存在工藝較長、處理?xiàng)l件苛刻、成本較高、廢渣較多、引入二次污染、處理量有限等問題。絮凝沉淀法是利用混凝劑使廢水中難以沉淀的小顆粒及膠體顆粒脫穩(wěn)并聚集成大顆粒而沉淀，實(shí)現(xiàn)重Mn2—的去除。但是絮凝沉降法需要提高PH以利于沉降，結(jié)果會造成出水pH較高等。電解法處理錳離子濃度較低的廢水具有去除率高，無二次污染，能耗少，所沉淀的重金屬可回收利用，對廢水水質(zhì)變化適應(yīng)性較強(qiáng)，反應(yīng)時(shí)間短，但處理大量廢水時(shí)能耗大，電極金屬耗量大，不適合高濃度廢水。鐵屑微電解法中的三維電解技術(shù)適用于高錳地區(qū)的水改工程，但微電解法通常是在酸性條件下對廢水進(jìn)行處理，容易造成溶出的鐵屑量大或處理效果不顯著。綜上所述，通過以上的方法處理高錳酸根還原成的1112_會有效果不顯著、造成二次污染、成本高及不適合高濃度廢水的處理等缺點(diǎn)。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)成本高和不適合高濃度水處理的不足，提供一種利用藕粉負(fù)載在莫來石纖維上制得新型復(fù)合吸附材料及其制備方法，實(shí)現(xiàn)了生活垃圾綜合利用，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，其去除率可達(dá)到96%，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有成本高和不適合高濃度水處理的不足，提供了一種去除水中高錳酸根的復(fù)合吸附材料及其制備方法，它是將植物多糖與纖維素在發(fā)泡劑的作用下，通過聚合反應(yīng)負(fù)載在吸附材料上形成的。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
(1)取新鮮的蓮藕洗凈，除去藕節(jié)，加清水磨成藕漿，用清水洗滌，將洗滌過后的藕漿用水進(jìn)行反復(fù)漂洗至藕粉呈白色為止，再將藕粉浙干，然后晾曬I 2h，將粉團(tuán)碾碎，待用；
(2)將純度為99%的鋁粉和濃度為31%的濃鹽酸按物質(zhì)的量為2 I稱取，首先將濃鹽酸稀釋至20% 25%，然后加熱至90°C，再加入上述鋁粉，在90 10(TC條件下回流10 24h，過濾得到無色透明的聚合氯化鋁溶膠，再加入酸性硅溶膠和lwt%的聚乙烯醇作為有機(jī)助劑，將溶液均勻混合攪拌后于60 80°C真空濃縮，脫水，得到莫來石紡絲原液，采用離心紡絲機(jī)得到莫來石凝膠纖維，干燥后得到莫來石纖維；
(3)將莫來石纖維用HCl溶液浸泡3 4h后，用蒸餾水沖洗直至pH不在降低，干燥后將莫來石纖維和藕粉水溶液均勻混合，并水浴至于，再于100 110°C干燥2 4h ;然后用NaOH溶液清洗纖維，再用蒸餾水漂洗，直至清洗液pH為中性，最后于100 110°C烘干，SP可得到此新型的復(fù)合吸附材料。本發(fā)明的原理是藕粉內(nèi)含有豐富的的羧基、羥基、氨基等功能基吸附基團(tuán)，通過離子交換去除水體中的高錳酸根離子，而且藕粉所負(fù)載的莫來石纖維能夠提供巨大的比表面積，從而使此吸附材料的吸附量大大提高，進(jìn)而達(dá)到高效率去除高錳酸根離子的目的。

本發(fā)明的具體應(yīng)用方法在室溫下，取pH = 6 7，濃度為80mg/L的含高錳酸根離子的污水IOOml，在污水中加入IOg藕粉-莫來石纖維復(fù)合吸附材料，吸附45min后，測得污水中高錳酸根離子濃度小于O. 5mg/L，去除率可達(dá)99. 9%以上。本發(fā)明的有益效果是
(1)本發(fā)明所使用的原材料蓮藕種植面積廣，蓮藕來源豐富、成本低廉，蓮藕粉末易制備，而且吸附去除率高、效果好；
(2)此復(fù)合吸附材料具有表面積大，通透性能好，吸附速率快等特點(diǎn)，并且它制備方法簡單，成本低，生產(chǎn)周期短，環(huán)境污染??；
(3)本發(fā)明用于去除水中的高錳酸根離子可以重復(fù)使用，也可以再生利用，而且吸附時(shí)間短，費(fèi)用低，耐高溫，適合高濃度廢水的處理。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下；
(1)取新鮮的蓮藕洗凈，除去藕節(jié)，加清水磨成藕漿，用清水洗滌，將洗滌過后的藕漿用水進(jìn)行反復(fù)漂洗至藕粉呈白色為止，再將藕粉浙干，然后晾曬I 2h，將粉團(tuán)碾碎，待用；
(2)將純度為99%的鋁粉和濃度為31%的濃鹽酸按物質(zhì)的量為2 I稱取，首先將濃鹽酸稀釋至20% 25%，然后加熱至90°C，再加入上述鋁粉，在90 10(TC條件下回流10 24h，過濾得到無色透明的聚合氯化鋁溶膠，再加入酸性硅溶膠和lwt%的聚乙烯醇作為有機(jī)助劑，將溶液均勻混合攪拌后于60 80°C真空濃縮，脫水，得到莫來石紡絲原液，采用離心紡絲機(jī)得到莫來石凝膠纖維，干燥后得到莫來石纖維；
(3)將莫來石纖維用HCl溶液浸泡3 4h后，用蒸餾水沖洗直至pH不在在降低，干燥后將莫來石纖維和藕粉水溶液均勻混合，并水浴至于，再于100 110°C干燥2 4h ;然后用NaOH溶液清洗纖維，再用蒸餾水漂洗，直至清洗液pH為中性，最后于100 110°C烘干，即可得到此新型的復(fù)合吸附材料。
實(shí)例 I
取新鮮的蓮藕洗凈，除去藕節(jié)，加清水磨成藕漿，用清水洗滌，將洗滌過后的藕漿用水進(jìn)行反復(fù)漂洗至藕粉呈白色為止，再將藕粉浙干，然后晾曬lh，將粉團(tuán)碾碎，待用。將純度為99%的鋁粉和濃度為31%的濃酸按物質(zhì)的量為2 I稱取，首先將濃鹽酸稀釋至20%，然后加熱至90°C，再加入上述鋁粉，在90°C條件下回流10h，過濾得到無色透明的聚合氯化鋁溶膠，再加入酸性硅溶膠和Iwt %的聚乙烯醇作為有機(jī)助劑，將溶液均勻混合攪拌后于60°C真空濃縮，脫水，得到莫來石紡絲原液，采用離心紡絲機(jī)得到莫來石凝膠纖維，干燥后得到莫來石纖維。將莫來石纖維用HCl溶液浸泡3h后，用蒸餾水沖洗直至pH不在降低，干燥后將莫來石纖維和藕粉水溶液均勻混合，并水浴至于，再于100°C干燥2h ;然后用NaOH溶液清洗纖維，再用蒸餾水漂洗，直至清洗液PH為中性，最后于100°C烘干，即可得到此新型的復(fù)合吸附材料。
實(shí)例 2
取新鮮的蓮藕洗凈，除去藕節(jié)，加清水磨成藕漿，用清水洗滌，將洗滌過后的藕漿用水進(jìn)行反復(fù)漂洗至藕粉呈白色為止，再將將藕粉浙干，然后晾曬2h，將粉團(tuán)碾碎，待用。將純度為99%的鋁粉和濃度為31%的濃鹽酸按物質(zhì)的量為2 I稱取 ，首先將濃鹽酸稀釋至25%，然后加熱至90°C，再加入上述鋁粉，在100°C條件下回流24h，過濾得到無色透明的聚合氯化鋁溶膠，再加入酸性硅溶膠和lwt%的聚乙烯醇作為有機(jī)助劑，將溶液均勻混合攪拌后于80°C真空濃縮，脫水，得到莫來石紡絲原液，采用離心紡絲機(jī)得到莫來石凝膠纖維，干燥后得到莫來石纖維。將莫來石纖維用HCl溶液浸泡4h后，用蒸餾水沖洗直至pH不在降低，干燥后將莫來石纖維和藕粉水溶液均勻混合，并水浴至于，再于110°C干燥4h ;然后用NaOH溶液清洗纖維，再用蒸餾水漂洗，直至清洗液pH為中性，最后于110°C烘干，即可得到此新型的復(fù)合吸附材料。
實(shí)例 3
取新鮮的蓮藕洗凈，除去藕節(jié)，加清水磨成藕漿，用清水洗滌，將洗滌過后的藕漿用水進(jìn)行反復(fù)漂洗至藕粉呈白色為止，再將藕粉浙干，然后晾曬lh，將粉團(tuán)碾碎，待用。將純度為99%的鋁粉和濃度為31%的濃鹽酸按物質(zhì)的量為2 I稱取，首先將濃鹽酸稀釋至23%，然后加熱至90°C，再加入上述鋁粉，在95°C條件下回流20h，過濾得到無色透明的聚合氯化鋁溶膠，再加入酸性硅溶膠和Iwt %的聚乙烯醇作為有機(jī)助劑，將溶液均勻混合攪拌后于70°C真空濃縮，脫水，得到莫來石紡絲原液，采用離心紡絲機(jī)得到莫來石凝膠纖維，干燥后得到莫來石纖維。將莫來石纖維用HCl溶液浸泡4h后，用蒸餾水沖洗直至pH不在降低，干燥后將莫來石纖維和藕粉水溶液均勻混合，并水浴至于，再于95°C干燥3h ;然后用NaOH溶液清洗纖維，再用蒸餾水漂洗，直至清洗液PH為中性，最后于95°C烘干，即可得到此新型的復(fù)合吸附材料。
權(quán)利要求
1.一種去除水中高錳酸根的復(fù)合吸附材料，其特征在于該吸附材料是將藕粉負(fù)載在莫來石纖維上制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除水中高錳酸根的復(fù)合吸附材料及其制備方法，其特征在于 (1)取新鮮的蓮藕洗凈，除去藕節(jié)，加清水磨成藕漿，用清水洗滌，將洗滌過后的藕漿用水進(jìn)行反復(fù)漂洗至藕粉呈白色為止，再將藕粉浙干，然后晾曬I 2h，將粉團(tuán)碾碎，待用； (2)將純度為99%的鋁粉和濃度為31%的濃鹽酸按物質(zhì)的量為2 I稱取，首先將濃鹽酸稀釋至20% 25%，然后加熱至90°C，再加入上述鋁粉，在90 100°C條件下回流.10 24h，過濾得到無色透明的聚合氯化鋁溶膠，再加入酸性硅溶膠和lwt%的聚乙烯醇作為有機(jī)助劑，將溶液均勻混合攪拌后于60 80°C真空濃縮，脫水，得到莫來石紡絲原液，采用離心紡絲機(jī)得到莫來石凝膠纖維，干燥后得到莫來石纖維； (3)將莫來石纖維用HCl溶液浸泡3 4h后，用蒸餾水沖洗直至pH不在降低，干燥后將莫來石纖維和藕粉水溶液均勻混合，并水浴至干，再于100 110°C干燥2 4h ;然后用NaOH溶液清洗纖維，再用蒸餾水漂洗，直至清洗液pH為中性，最后于100 110°C烘干，SP可得到此新型的復(fù)合吸附材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用藕粉負(fù)載在莫來石纖維上制得的新型的高效的復(fù)合吸附材利，屬于水處理領(lǐng)域。本發(fā)明還公開了利用負(fù)載藕粉的莫來石纖維去除水中高錳酸根的方法，即將負(fù)載藕粉的莫來石纖維在任意pH條件下吸附除去水中的高錳酸根。本發(fā)明采用的是吸附法，但其成本和適合處理的廢水濃度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的吸附材料。此外，本發(fā)明還具有比表面積大，吸附效率高，材料易得，耐高溫，適合高濃度廢水的處理，成本低，回收利用率大等特點(diǎn)。因此，本發(fā)明用于去除廢水中的高錳酸根，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
文檔編號B01J20/24GK102872822SQ20121032217
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者雷春生, 陳蓉蓉, 雷思宇 申請人:常州大學(xué)