专利名称：MnO<sub>2</sub>/Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>复合吸附剂的制备方法及其去除水中铅的方法
技术领域：
本发明涉及一种复合吸附剂的制备方法及其去除水中铅的方法。
背景技术：
吸附作用由于其对低浓度重金属的高效吸附，高经济效益和强可操作性一直备受关注。与 ^、Α1、Μη、&ι等金属氧化物相比，MnO2与重金属离子亲和力最强。但是MnO2的+ 视密度较低、在水中容易形成超细颗粒等缺点，不易分离，限制了在水处理上的应用。
发明内容
本发明要解决ΜηΑ不易分离，限制其在水处理上应用的技术问题；而提供了 MnO2/ Fe3O4复合吸附剂的制备方法及其去除水中铅的方法。Mn02/Fe304复合吸附剂的制备方法是按下述步骤进行的在室温下将
0.45mo IFeSO4 · 7H20溶于去200mL离子水中，随后置于厌氧操作台中，然后加入
1.2moINaOH,出现蓝绿色絮凝后用玻璃棒迅速搅拌混勻，然后倒入装有0. ImolKMnO4烧杯中，搅拌至KMnO4完全溶解为止，静沉1 池，滤除上清液，将沉淀物用去离子水反复冲洗直至洗液成为中性，然后将沉淀物放于真空干燥箱中在40 60°C条件下烘干5 几，研磨成粉末状，得到MnO2Z^e3O4复合吸附剂。Mn02/Fe304复合吸附剂去除水中铅的方法是按下述步骤完成的将含1 (II)的污水的PH值控制5以上，然后加入上述方法制备的MnO2Z^e3O4复合吸附剂进行紊流接触吸附 M小时以上；即完成了铅的去除。本发明通过共沉淀法将MnO2负载到四氧化三铁上获得MnO2Z^e3O4复合吸附剂，本发明制备的复合吸附剂中MnO2分布较为均勻，粒径分布在1 100 μ m不等，二氧化锰以无定形MnA形式存在。采用磁体就能将吸附重金属的复合吸附剂从水中分离来，分离方法简单、容易操作。水中Pb(II)初始浓度为100mg/L，加入本实施方式MnO2A^3O4复合吸附齐IJ， 所述复合吸附剂用量为0. 4g/L，所述吸附剂的吸附量约为118. 06mg/g。
图1是MnO2Z^e3O4复合吸附剂混于水的效果图；图2是用磁铁吸附后静沉aiiin的效果图；图3是具体实施方式
五制备的MnO2Z^e3O4复合吸附剂的电镜描图，图4是具体实施方式
五制备的MnO2Z^e3O4复合吸附剂的XRD衍射谱图，图5是具体实施方式
五制备的MnO2/ Fe3O4复合吸附剂的X射线衍射谱图；图6是具体实施方式
六MnO2Z^e3O4复合吸附剂25° 吸附等温线图，图中▼表示不同铅浓度溶液取样(从10mg/l-300mg/l)，___.表示Langmuir 吸附曲线，-表示Freundlich吸附曲线；图7是具体实施方式
六MnO2Z^e3O4复合吸附剂2 吸附动力学曲线图，图中散点为50mg/l铅溶液不同时间吸附取样点；图8是具体实施方式
六不同温度的吸附动力学曲线图，图中·表示30 (30°C )，▲表示313K (40°C )，▼表示 323K(50°C )取样点。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式中MnO2Z^e3O4复合吸附剂的制备方法是按下述步骤进行的在室温下将0. 45moIFeSO4 · 7H20溶于去200mL离子水中，随后置于厌氧操作台中，然后加入1.2mol NaOH，出现蓝绿色絮凝后用玻璃棒迅速搅拌混勻，然后倒入装有 0. ImolKMnO4烧杯中，搅拌至KMnO4完全溶解为止，静沉1 2h，滤除上清液，将沉淀物用去离子水反复冲洗直至洗液成为中性，然后将沉淀物放于真空干燥箱中在40 60°C条件下烘干5 几，研磨成粉末状，得到MnO2Z^e3O4复合吸附剂。本实施方式方法制备的复合吸附剂中MnA分布较为均勻，粒径分布在1 100 μ m 不等，二氧化锰以无定形MnA形式存在。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述静沉时间为lh。 其它步骤和参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是所述烘干温度为 50°C。其它步骤和参数与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
三不同的是所述烘干时间为6h。 其它与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五本实施方式MnO2Z^e3O4复合吸附剂的制备方法是按下述步骤进行的在室温下将0. 45moIFeSO4 · 7H20溶于去200mL离子水中，随后置于厌氧操作台中，然后加入1. 2mol NaOH,出现蓝绿色絮凝后用玻璃棒迅速搅拌混勻(使所有溶液中的溶解氧充分反应完全)，然后倒入装有0. ImolKMnO4烧杯中，搅拌至KMnO4完全溶解为止，静沉lh， 滤除上清液，将沉淀物用去离子水反复冲洗直至洗液成为中性，然后将沉淀物放于真空干燥箱中(防止表面接触空气加温被氧化)在50°C条件下烘干他，研磨成粉末状，得到MnO2/ Fe3O4复合吸附剂(图5)。本实施方式方法制备的复合吸附剂中MnA分布较为均勻(图3)，粒径分布在1 100 μ m不等(图4)，二氧化锰以无定形M』2形式存在。将本实施方式制备的MnO2Z^e3O4复合吸附剂混于IOOml去离子水中(见图1)，将磁铁贴在瓶壁上，原先浑浊的吸附剂混合液体逐渐清澈，吸附剂微粒迅速向磁铁靠近，静沉 aiiin后效果如图2的所示，说明本实施方式制备的复合吸附剂在泥水分离方面具有很优越的性能。
具体实施方式
六=MnO2Z^e3O4复合吸附剂去除水中铅的方法是按下述步骤完成的 将含I^b(II)的污水的PH值控制5以上，然后加入具体实施方式
一所述方法制备的MnO2/ Fe3O4复合吸附剂进行紊流接触吸附M小时以上；即完成了铅的去除。吸附I^b(II)结果见图6-8。图6是吸附剂25°吸附等温线，说明吸附剂在溶液中的浓度为0. 4g/l时，当 Pb(II)浓度为100mg/l可达到最好去除效果，以此类推吸附剂和pb (II)的质量比为4 1 时，吸附剂基本达到最大吸附量约为118. 06mg/g。图7是吸附动力学曲线，当吸附时间达到M小时，吸附量基本不会发生变化，吸附剂以达到吸附饱和，24小时为最佳反应时间。图8原水温度越高吸附效果越好，且吸附时间为M小时即可达到最大吸附量。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
六不同的是按MnO2Z^e3O4复合吸附剂与Pb(II)为4 1的质量比投加MnO2Z^e3O4复合吸附剂。其它步骤和参数与具体实施方式
六相同。采用下述试验验证对重金属pb (II)吸附的效果水中pb (II)初始浓度为IOOmg/ L，加入本实施方式MnO2Z^e3O4复合吸附剂，所述复合吸附剂用量为0. 4g/L，所述吸附剂的吸附量约为118. 06mg/g。
权利要求
1.MnO2Z^e3O4复合吸附剂的制备方法，其特征在于MnO2Z^e3O4复合吸附剂的制备方法是按下述步骤进行的在室温下将0. 45moIFeSO4 ·7Η20溶于去200mL离子水中，随后置于厌氧操作台中，然后加入1. 2mol NaOH,出现蓝绿色絮凝后用玻璃棒迅速搅拌混勻，然后倒入装有0. ImolKMnO4烧杯中，搅拌至KMnO4完全溶解为止，静沉1 池，滤除上清液，将沉淀物用去离子水反复冲洗直至洗液成为中性，然后将沉淀物放于真空干燥箱中在40 60°C条件下烘干5 几，研磨成粉末状，得到MnO2Z^e3O4复合吸附剂。
2.根据权利要求1所述的Mn02/Fe304复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述静沉时间为Ih。
3.根据权利要求1或2所述的MnO2Z^e3O4复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述烘干温度为50°C。
4.根据权利要求1或2所述的MnO2Z^e3O4复合吸附剂的制备方法，其特征在于所述烘干时间为乩。
5.利用权利要求1所述方法制备的MnO2Z^e3O4复合吸附剂去除水中铅的方法，其特征在于MnO2Z^e3O4复合吸附剂去除水中铅的方法是按下述步骤完成的将含I^(II)的污水的 PH值控制5以上，然后加入权利要求1所述方法制备的MnO2Z^e3O4复合吸附剂进行紊流接触吸附M小时以上；即完成了铅的去除。
6.根据权利要求5所述MnO2Z^e3O4复合吸附剂去除水中铅的方法，其特征在于按MnO2/ Fe3O4复合吸附剂与pb(II)为4 1的质量比投加Mn02/Fe304复合吸附剂。
全文摘要
MnO2/Fe3O4复合吸附剂的制备方法及其去除水中铅的方法，它涉及一种复合吸附剂的制备方法及其去除水中铅的方法。本发明要解决MnO2不易分离，限制其在水处理上应用的技术问题。复合吸附剂的制备方法在室温下将FeSO4·7H2O溶于去离子水中，置于厌氧操作台中，加入NaOH，出现蓝绿色絮凝后用玻璃棒迅速搅拌混匀，倒入装有KMnO4烧杯中，搅拌，静沉，滤除上清液，反复冲洗，然后烘干，研磨成粉末状，得到MnO2/Fe3O4复合吸附剂。去除水中铅的方法将含Pb(II)的污水的pH值控制5以上，然后加入复合吸附剂进行紊流接触吸附。采用磁体就能将吸附重金属的复合吸附剂从水中分离来，分离方法简单、容易操作。
文档编号B01J20/06GK102172510SQ20111008228
公开日2011年9月7日 申请日期2011年4月1日 优先权日2011年4月1日
发明者何皎洁, 刘杰, 赵志伟 申请人:哈尔滨工业大学