[发明专利]一种同时去除砷和氟的基于磁性纳米复合材料及其应用方法

权利要求书

1.一种同时去除砷和氟的基于磁性纳米复合材料，其特征是制备方法为：称取摩尔比Fe(III)∶Fe(II)＝2∶1的FeCl₃·6H₂O和FeSO₄·7H₂O，在氮气的保护下加80-120mL去离子水，在机械搅拌的条件下将其放入85-95℃的恒温水浴锅中，逐滴加入1-3mol/L的NaOH，直到溶液变为亮黑色为止，继续搅拌反应2-3小时，利用外加磁场分离即可得到磁性Fe₃O₄，密封存放于100-200mL去离子水中，将磁性Fe₃O₄悬浮溶液10-30mL和1-2mol/L的ZrOCl₂·8H₂O100-200mL混合，逐滴加入1-3mol/L的NaOH，直到溶液由黑色变为深黄色为止，继续搅拌反应2-3小时，利用外加磁场分离即可得到磁性纳米复合材料，用Fe₃O₄@ZrO(OH)₂表示。

2.根据权利要求1所述的同时去除砷和氟的基于磁性纳米复合材料，其特征是在基于磁性纳米复合材料表面包埋一层过渡元素的氢氧化物合成的磁性复合材料，也具有高效、易分离、能同时去除砷和氟的性能。

3.根据权利要求2所述的同时去除砷和氟的基于磁性纳米复合材料，其特征是过渡元素为铈、铁、锰或钛。

4.一种权利要求1所述的一种同时去除砷和氟的基于磁性纳米复合材料的应用方法，其特征是步骤为：

1)含砷氟地下水先通过调节池进行调节pH5-7，温度23-28℃，然后以流速为1-3L/min的速度进入反应池i，投加磁性纳米复合材料Fe₃O₄@ZrO(OH)₂对砷氟废水进行吸附处理；

2)吸附反应5-15min后关闭进反应池i的阀门，打开交变磁场，使废水与磁性纳米复合材料充分接触，反应20-40min达吸附平衡，平衡后将交变磁场改为同向电磁场进行磁性分离4-6min；

3)接着将液体以0.6-0.8L/min的速度流入消毒池，液体流完后，固体则运送到再生池进行解吸再生，运送时间大约5-15min，再生液选择1-3mol/L的NaOH，再生时打开再生池里内设的超声装置与交变磁场，再生时间为30-50min；

4)再生好的磁性纳米复合材料以悬浮液的形式储存于再生池的不同隔板内，需要时则用泵抽到反应池内进行反应，所需时间约为5-10min，当打开反应池i阀门20-40min后，打开反应池ii阀门，以相同的操作方式进行，这样，当反应池i内液体即将抽干时，反应池ii内已达到固液彻底分离，打开反应池ii与消毒池之间的阀门便可实现连续出水，而此时，反应池i内也正在进行吸附反应，也可通过调节反应池与消毒池之间的阀门来控制反应的连续进行；

5)最终测得经消毒池后出水中含有砷和氟的含量分别小于0.01mg/L和1mg/L，达到了我国生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)，可作为安全饮用水。