一种吸附水中多种重金属的新型吸附剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效吸附水中多种重金属的新型吸附剂及制备方法。所述吸附剂的成分包括岩盐、NaCl、钾盐、氯化钾，(K,Na)4Mg2(P2O7)2*5H2O、Ca5(PO4)3Cl0.5(OH)0.5、(K0.7Na0.3)Cl，四氯化硅SiCl4；吸附剂中碳含量达30%-40%；所述吸附剂比表面积SBET=90-120[m2/g]，吸附容量500-550mg/g，对汞、砷、铬、镉的吸附均达20mg/g以上，同时，对总磷的吸附量为20-30mg/g，对VOCs的最大吸附量为6-10mg/g。最终得到的产物具有一定的比表面积和大量活性基团，有着强烈的尺度效应及结构效应，对于污染物特别是重金属污染物具有高亲和性以及吸附选择性。此材料具有较快吸附平衡速率及较高的吸附能力，特别是可利用此类物质独特的性能快速吸附水中一种或多种重金属，具有较高的经济效益和社会效益。
【专利说明】一种吸附水中多种重金属的新型吸附剂及其制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种高效吸附水中多种重金属的新型吸附剂及制备方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]活性炭是目前水处理界应用最广泛的水处理药剂之一，常用于气体的吸附、分离和提纯，溶剂的回收，糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂，饮用水及冰箱的除臭剂，防毒面具中的滤毒剂，还可用作催化剂或金属盐催化剂的载体。早期生产活性炭的原料为木材、硬果壳或兽骨，后来主要采用煤，经干馏、活化处理后得到活性碳，不论利用何种方法，由于木材等原料生产的不可持续性，因此寻求可替代的、高吸附效果的、可持续的新型吸附剂具有广阔的应用市场空间。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种高效吸附水中多种重金属的新型吸附剂及制备方法。
[0007]本发明的技术方案如下:
一种能吸附水中多种重金属的新型吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如
下:
(1)取污染水处理厂利用好氧法处理废水得到的污泥，并脱去水分，使污泥含水率低于
85% ；
(2)将纳米氢氧化镁:纳米三氧化二锰:磁性纳米、-三氧化二铁按1:1.5:1质量比混合均勻；
(3)取虾、蟹壳或加工鱼肉制品后的剩余废弃物；
(4)将步骤(2)、(3)中的混合物按1:1的质量比混合均匀；
(5)将步骤(4)中得到的物质与步骤(I)中的脱水污泥混合物按1:10的质量比混合均
匀；
(6)在氮气保护下高温加热，先快速升温至800-950度，维持温度一小时不变，再降温至650度，维持一小时，再降温至400度，维持二小时，后迅速降至20度；
(7)取出，制得新型吸附剂材料。
[0008]根据上述方法制备的新型吸附剂，其特征在于:
所述吸附剂的成分包括岩盐、NaCl、钾盐、氯化钾，(K，Na) 4Mg2 (P2O7) 2*5H20、Ca5(PO4)3Cla5(OH)a5、(Ka7Naa3)Cl，四氯化硅 SiCl4 ;吸附剂中碳含量达 30%_40% ;
所述吸附剂比表面积Sbet =90-120 [m2/g]，吸附容量500-550mg/g，对汞、砷、铬、镉的吸附均达20 mg/g以上，同时，对总磷的吸附量为20-30 mg/g，对VOCs的最大吸附量为6_10mg/g o
[0009]进一步的，所述吸附剂微孔与中孔的比值在0.15-0.2之间。
[0010]本发明的有益效果在于:本发明关键技术通过选择污水处理厂污水处理最后一道工序中产生的脱水污泥为原料，在厌氧条件下加热到650-900度，并添加一定的微量纳米金属成分，程序升温加热3-4小时，最终得到的产物具有一定的比表面积和大量活性基团，有着强烈的尺度效应及结构效应，对于污染物特别是重金属污染物具有高亲和性以及吸附选择性。此材料具有较快吸附平衡速率及较高的吸附能力，特别是可利用此类物质独特的性能快速吸附水中一种或多种重金属，具有较高的经济效益和社会效益。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]具体实施例:一种能吸附水中多种重金属的新型吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下:
(1)取污染水处理厂利用好氧法处理废水得到的污泥，并脱去水分，使污泥含水率低于
85% ；
(2)将纳米氢氧化镁:纳米三氧化二猛:磁性纳米Y-三氧化二铁按100克、150克、100的质量比混合均匀；
(3)取虾、蟹壳或加工鱼肉制品后的剩余废弃物；
(4)将步骤(2)、(3)中的混合物按1:1的质量比混合均匀；
(5)将步骤(4)中得到的物质与步骤(I)中的脱水污泥混合物按1:10的质量比混合均
匀；
(6)在氮气保护下高温加热，先快速升温至800度，维持温度一小时不变，再降温至650度，维持一小时，再降温至400度，维持二小时，后迅速降至20度；
(7)取出，制得新型吸附剂材料。
[0013]根据上述方法制备的新型吸附剂，成分包括岩盐、NaCl、钾盐、氯化钾，(K，Na)4Mg2(P207)2*5H20、Ca5(PO4)3Cla5(OH)tl5、(Ka7Naa3)Cl，四氯化硅 SiCl4 ;吸附剂中碳含量达30%-40% ;吸附剂比表面积Sbet =90-120[m2/g]，吸附容量500-550mg/g，对汞、砷、铬、镉的吸附均达20 mg/g以上，同时，对总磷的吸附量为20-30 mg/g，对VOCs的最大吸附量为6-10 mg/g。所述吸附剂微孔与中孔的比值在0.15-0.2之间。
【权利要求】
1.一种能吸附水中多种重金属的新型吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下: (1)取污染水处理厂利用好氧法处理废水得到的污泥，并脱去水分，使污泥含水率低于85% ； (2)将纳米氢氧化镁:纳米三氧化二锰:磁性纳米Y-三氧化二铁按1: 1.5:1质量比混合均勻； (3)取虾、蟹壳或加工鱼肉制品后的剩余废弃物； (4)将步骤(2)、(3)中的混合物按1:1的质量比混合均匀； (5)将步骤(4)中得到的物质与步骤(I)中的脱水污泥混合物按1:10的质量比混合均匀； (6)在氮气保护下高温加热，先快速升温至800-950度，维持温度一小时不变，再降温至650度，维持一小时，再降温至400度，维持二小时，后迅速降至20度； (7)取出，制得新型吸附剂材料。
2.根据权利要求1所述方法制备的新型吸附剂，其特征在于: 所述吸附剂的成分包括岩盐、NaCl、钾盐、氯化钾，(K，Na) 4Mg2 (P2O7) 2*5H20、Ca5(PO4)3Cla5(OH)a5、(Ka7Naa3)Cl，四氯化硅 SiCl4 ;吸附剂中碳含量达 30%_40% ; 所述吸附剂比表面积Sbet =90-120 [m2/g]，吸附容量500-550mg/g，对汞、砷、铬、镉的吸附均达20 mg/g以上，同时，对总磷的吸附量为20-30 mg/g，对VOCs的最大吸附量为6_10mg/g0
3.根据权利要求2所述的新型吸附剂，其特征在于: 所述吸附剂微孔与中孔的比值在0.15-0.2之间。
【文档编号】B01J20/20GK103611498SQ201310665541
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】田澍, 石健, 茅楚钰, 万杨, 周灵, 袁玲 申请人:南通大学