一种新型吸附剂的制备方法及吸附剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型吸附剂的制备方法及该种吸附剂，可以作为传统的活性炭的替代产品。所述方法制得的新型吸附剂，其特征在于：所述吸附剂所含盐类以碳酸盐为主，并形成羧酸、酚可有效吸附抗生素的有效基团；比表面积SBET=150-250[m2/g],吸附容量达200-500mg/g；pH=8.5-10。本发明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，对于污染物特别是有机污染物具有高亲和性以及吸附选择性。
【专利说明】一种新型吸附剂的制备方法及吸附剂
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种新型吸附剂的制备方法及该种吸附剂，可以作为传统的活性炭的
替代产品。
[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，是解决现有的活性炭吸附剂受限于木材等原料生产的不可持续性，而寻求一种新型的可替代的吸附剂及其制备方法。
[0007]本发明的技术方案如下:
一种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)将锐钛矿型纳米氧化钛:纳米二氧化硅粉:凹凸棒土:纳米氢氧化镁:纳米三氧化二锰:磁性纳米Y -三氧化二铁按1.5:1:2:1:1.5:1的质量比混合均匀；
(3)将步骤(2)中的混合物与步骤(1)中的脱水污泥混合物按1:10的质量比混合均
匀；
(4)在氮气保护下高温加热，先快速升温至400摄氏度，维持400摄氏度一小时，再快速加温至650摄氏度，维持一小时，再快速加温至850摄氏度至900摄氏度，维持二小时，后迅速降温；
(5)取出，制得新型吸附剂材料。
[0008]一种根据所述方法制得的新型吸附剂，其特征在于:
所述吸附剂所含盐类以碳酸盐为主，并形成羧酸、酚可有效吸附抗生素的有效基团；
比表面积 Sbet =150-250 [m2/g]，吸附容量达 200_500mg/g ;pH =8.5-10。
[0009]进一步的 ，所述吸附剂微孔与中孔的比值在0.2-0.3之间。
[0010]本发明的有益效果在于: 本发明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，对于污染物特别是有机污染物具有高亲和性以及吸附选择性。红外光谱分析，在1020 cm-1处有吸收峰，表明存在S1-O (Al)和S1-O四面体或硅-铝(Al)、硅-氧桥。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降低污染物质的生物可利用性，从而达到固定土壤中有机污染物质、减少进入植物体即降低其进入生物链中，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:(I)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)分别取锐钛矿型纳米氧化钛、纳米二氧化硅粉、凹凸棒土、纳米氢氧化镁、纳米三氧化二锰、磁性纳米Y-三氧化二铁分别为150克、100克、200克、100克、150克、100克混合均匀；
(3)将步骤(2)中的混合物与步骤(I)中的脱水污泥混合物按1:10的质量比混合均
匀；
(4)在氮气保护下高温加热，先快速升温至400摄氏度，维持400摄氏度一小时，再快速加温至650摄氏度，维持一小时，再快速加温至850摄氏度维持二小时，后迅速降温；
(5)取出，制得新型吸附剂材料。
[0013]本发明的吸附剂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，对于污染物特别是抗生素类有机污染物具有高亲和性以及吸附选择性。所含盐类以碳酸盐为主，形成了羧酸、酚等可有效吸附抗生素的有效基团比表面积Sbet =150-250 [m2/g]，吸附容量达200-500mg/g。
[0014]红外光谱分析，在1020 CnT1处有吸收峰，表明存在S1-O (Al)和S1-O四面体或娃-招(Al)、娃-氧桥。
[0015]本吸附剂pH =8.5-10。
[0016]本吸附剂可以通过物理吸附而非极性吸附去除水中的抗生素类有机污染物，主要原因是本吸附剂有着丰富的碳质微孔。
[0017]本吸附剂微孔与中孔的比值在0.2-0.3之间。
【权利要求】
1.一种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)将锐钛矿型纳米氧化钛:纳米二氧化硅粉:凹凸棒土:纳米氢氧化镁:纳米三氧化二锰:磁性纳米Y -三氧化二铁按1.5:1:2:1:1.5:1的质量比混合均匀； (3)将步骤(2)中的混合物与步骤(I)中的脱水污泥混合物按1:10的质量比混合均匀； (4)在氮气保护下高温加热，先快速升温至400摄氏度，维持400摄氏度一小时，再快速加温至650摄氏度，维持一小时，再快速加温至850摄氏度至900摄氏度，维持二小时，后迅速降温； (5)取出，制得新型吸附剂材料。
2.根据权利要求1所述方法制得的新型吸附剂，其特征在于: 所述吸附剂所含盐类以碳酸盐为主，并形成羧酸、酚可有效吸附抗生素的有效基团； 比表面积 Sbet =150-250 [m2/g]，吸附容量达 200_500mg/g ;pH =8.5-10。
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0.2-0.3之间。
【文档编号】B01J20/22GK103611500SQ201310665542
【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】石健, 曹宇锋, 袁玲, 周灵, 万杨 申请人:南通大学