一種吸附水中多種重金屬的新型吸附劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效吸附水中多種重金屬的新型吸附劑及制備方法。所述吸附劑的成分包括巖鹽、NaCl、鉀鹽、氯化鉀，(K,Na)4Mg2(P2O7)2*5H2O、Ca5(PO4)3Cl0.5(OH)0.5、(K0.7Na0.3)Cl，四氯化硅SiCl4；吸附劑中碳含量達(dá)30%-40%；所述吸附劑比表面積SBET=90-120[m2/g]，吸附容量500-550mg/g，對汞、砷、鉻、鎘的吸附均達(dá)20mg/g以上，同時，對總磷的吸附量為20-30mg/g，對VOCs的最大吸附量為6-10mg/g。最終得到的產(chǎn)物具有一定的比表面積和大量活性基團(tuán)，有著強(qiáng)烈的尺度效應(yīng)及結(jié)構(gòu)效應(yīng)，對于污染物特別是重金屬污染物具有高親和性以及吸附選擇性。此材料具有較快吸附平衡速率及較高的吸附能力，特別是可利用此類物質(zhì)獨特的性能快速吸附水中一種或多種重金屬，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【專利說明】一種吸附水中多種重金屬的新型吸附劑及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種高效吸附水中多種重金屬的新型吸附劑及制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]活性炭是目前水處理界應(yīng)用最廣泛的水處理藥劑之一，常用于氣體的吸附、分離和提純，溶劑的回收，糖液、油脂、甘油、藥物的脫色劑，飲用水及冰箱的除臭劑，防毒面具中的濾毒劑，還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體。早期生產(chǎn)活性炭的原料為木材、硬果殼或獸骨，后來主要采用煤，經(jīng)干餾、活化處理后得到活性碳，不論利用何種方法，由于木材等原料生產(chǎn)的不可持續(xù)性，因此尋求可替代的、高吸附效果的、可持續(xù)的新型吸附劑具有廣闊的應(yīng)用市場空間。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種高效吸附水中多種重金屬的新型吸附劑及制備方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種能吸附水中多種重金屬的新型吸附劑的制備方法，其特征在于，所述方法步驟如
下:
(1)取污染水處理廠利用好氧法處理廢水得到的污泥，并脫去水分，使污泥含水率低于
85% ；
(2)將納米氫氧化鎂:納米三氧化二錳:磁性納米、-三氧化二鐵按1:1.5:1質(zhì)量比混合均勻；
(3)取蝦、蟹殼或加工魚肉制品后的剩余廢棄物；
(4)將步驟(2)、(3)中的混合物按1:1的質(zhì)量比混合均勻；
(5)將步驟(4)中得到的物質(zhì)與步驟(I)中的脫水污泥混合物按1:10的質(zhì)量比混合均
勻；
(6)在氮氣保護(hù)下高溫加熱，先快速升溫至800-950度，維持溫度一小時不變，再降溫至650度，維持一小時，再降溫至400度，維持二小時，后迅速降至20度；
(7)取出，制得新型吸附劑材料。
[0008]根據(jù)上述方法制備的新型吸附劑，其特征在于:
所述吸附劑的成分包括巖鹽、NaCl、鉀鹽、氯化鉀，(K，Na) 4Mg2 (P2O7) 2*5H20、Ca5(PO4)3Cla5(OH)a5、(Ka7Naa3)Cl，四氯化硅 SiCl4 ;吸附劑中碳含量達(dá) 30%_40% ;
所述吸附劑比表面積Sbet =90-120 [m2/g]，吸附容量500-550mg/g，對汞、砷、鉻、鎘的吸附均達(dá)20 mg/g以上，同時，對總磷的吸附量為20-30 mg/g，對VOCs的最大吸附量為6_10mg/g o
[0009]進(jìn)一步的，所述吸附劑微孔與中孔的比值在0.15-0.2之間。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明關(guān)鍵技術(shù)通過選擇污水處理廠污水處理最后一道工序中產(chǎn)生的脫水污泥為原料，在厭氧條件下加熱到650-900度，并添加一定的微量納米金屬成分，程序升溫加熱3-4小時，最終得到的產(chǎn)物具有一定的比表面積和大量活性基團(tuán)，有著強(qiáng)烈的尺度效應(yīng)及結(jié)構(gòu)效應(yīng)，對于污染物特別是重金屬污染物具有高親和性以及吸附選擇性。此材料具有較快吸附平衡速率及較高的吸附能力，特別是可利用此類物質(zhì)獨特的性能快速吸附水中一種或多種重金屬，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]具體實施例:一種能吸附水中多種重金屬的新型吸附劑的制備方法，其特征在于，所述方法步驟如下:
(1)取污染水處理廠利用好氧法處理廢水得到的污泥，并脫去水分，使污泥含水率低于
85% ；
(2)將納米氫氧化鎂:納米三氧化二猛:磁性納米Y-三氧化二鐵按100克、150克、100的質(zhì)量比混合均勻；
(3)取蝦、蟹殼或加工魚肉制品后的剩余廢棄物；
(4)將步驟(2)、(3)中的混合物按1:1的質(zhì)量比混合均勻；
(5)將步驟(4)中得到的物質(zhì)與步驟(I)中的脫水污泥混合物按1:10的質(zhì)量比混合均
勻；
(6)在氮氣保護(hù)下高溫加熱，先快速升溫至800度，維持溫度一小時不變，再降溫至650度，維持一小時，再降溫至400度，維持二小時，后迅速降至20度；
(7)取出，制得新型吸附劑材料。
[0013]根據(jù)上述方法制備的新型吸附劑，成分包括巖鹽、NaCl、鉀鹽、氯化鉀，(K，Na)4Mg2(P207)2*5H20、Ca5(PO4)3Cla5(OH)tl5、(Ka7Naa3)Cl，四氯化硅 SiCl4 ;吸附劑中碳含量達(dá)30%-40% ;吸附劑比表面積Sbet =90-120[m2/g]，吸附容量500-550mg/g，對汞、砷、鉻、鎘的吸附均達(dá)20 mg/g以上，同時，對總磷的吸附量為20-30 mg/g，對VOCs的最大吸附量為6-10 mg/g。所述吸附劑微孔與中孔的比值在0.15-0.2之間。
【權(quán)利要求】
1.一種能吸附水中多種重金屬的新型吸附劑的制備方法，其特征在于，所述方法步驟如下: (1)取污染水處理廠利用好氧法處理廢水得到的污泥，并脫去水分，使污泥含水率低于85% ； (2)將納米氫氧化鎂:納米三氧化二錳:磁性納米Y-三氧化二鐵按1: 1.5:1質(zhì)量比混合均勻； (3)取蝦、蟹殼或加工魚肉制品后的剩余廢棄物； (4)將步驟(2)、(3)中的混合物按1:1的質(zhì)量比混合均勻； (5)將步驟(4)中得到的物質(zhì)與步驟(I)中的脫水污泥混合物按1:10的質(zhì)量比混合均勻； (6)在氮氣保護(hù)下高溫加熱，先快速升溫至800-950度，維持溫度一小時不變，再降溫至650度，維持一小時，再降溫至400度，維持二小時，后迅速降至20度； (7)取出，制得新型吸附劑材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制備的新型吸附劑，其特征在于: 所述吸附劑的成分包括巖鹽、NaCl、鉀鹽、氯化鉀，(K，Na) 4Mg2 (P2O7) 2*5H20、Ca5(PO4)3Cla5(OH)a5、(Ka7Naa3)Cl，四氯化硅 SiCl4 ;吸附劑中碳含量達(dá) 30%_40% ; 所述吸附劑比表面積Sbet =90-120 [m2/g]，吸附容量500-550mg/g，對汞、砷、鉻、鎘的吸附均達(dá)20 mg/g以上，同時，對總磷的吸附量為20-30 mg/g，對VOCs的最大吸附量為6_10mg/g0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型吸附劑，其特征在于: 所述吸附劑微孔與中孔的比值在0.15-0.2之間。
【文檔編號】B01J20/20GK103611498SQ201310665541
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】田澍, 石健, 茅楚鈺, 萬楊, 周靈, 袁玲 申請人:南通大學(xué)