[发明专利]氧化镧负载到活性炭纤维基体上的除磷剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化镧负载到活性炭纤维基体上的除磷剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人类活动的不断增强，水体磷污染日益严重。大量富含磷的生活污水、工业废水以及施用农药、化肥的农田水流进入江河湖海，均会造成水体的富营养化，环境污染问题日益突出。因此，有效降低排放废水中磷的含量已成为防治水体富营养化、治理水体污染的重要途径，能经济有效地从污水中除磷的除磷剂的研究和开发已经成为环保领域十分迫切的任务。

目前国内外常用的废水除磷方法主要包括化学法除磷、生物法除磷和吸附法除磷。

化学除磷法需要投加大量的化学药剂，运行成本高；残留的金属离子浓度也较高，使出水色度增加，超标的金属离子浓度可能还会对生物产生慢性毒害作用；生物法除磷处理效果不易稳定，处理过程受环境温度、阳光、溶解氧、pH值等外界因素影响较大。

吸附法除磷是依靠某些多孔或大比表面的吸附剂与污水中的磷酸根离子之间进行的一种吸附亲和力以达到去除磷的目的。这种方法与化学除磷法相比，几乎不产生污泥，与生物除磷法相比，处理设备简单且处理效果比较稳定。并且吸附法除磷具有处理效果好、占地面积小、适用范围广、操作方便、工艺简单且运行可靠等优点。

吸附法除磷的关键在于寻找一种恰当适用的吸附剂，要求吸附剂的吸附容量高、选择性好、可以再生、性能稳定。

活性稀土氧化镧是一种多孔、高分散度的材料，有很大的比表面积，其微孔表面具有强吸附能力。稀土元素的水合氧化物具有较高吸附阴离子的能力，吸附处理对象主要为去除水中的F^-、H₂AsO₄^2-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-等离子。稀土吸附剂吸附容量较一般吸附剂高，具有较好的吸附效果。稀土镧水合氧化物具有良好的除磷效果。但由于水合氧化物一般是粉末状的，难于直接应用于水处理过程，只有把它负载到机械强度较高、易成形的载体上才能实现柱操作。

活性炭纤维是20世纪70年代初在炭纤维的基础上发展起来的一种新型吸附功能材料，具有独特的细孔结构、微孔发达、比表面积大、吸附容量大、吸脱附速度快、再生容易等吸附特性。活性炭纤维对环境废水中磷的去除率不高、吸附容量低，仅使用活性炭纤维来处理废水很难达到标。

发明内容

本发明目的是将氧化镧负载到活性炭纤维基体上来制备高吸附容量、高选择性于一体的新型吸附除磷剂。

本发明的目的之二在于提供该吸附剂的制备方法。

利用氧化镧和活性炭纤维两者协同除磷作用，本发明采用如下技术方案：

一种氧化镧负载到活性炭纤维基体上的除磷剂活性炭纤维-La，其特征在于该吸附剂的组成及质量百分含量为：

氧化镧                      5.54～55.4％

活性炭纤维                  94.46～44.6％

一种上述除磷剂活性炭纤维-La的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.将活性炭纤维剪成0.4～0.7cm正方体块，用去离子水洗涤数次后，在一定量的去离子水中浸渍、过滤、煮沸、干燥；

b.将步骤a所得的活性炭纤维取0.2g，量取0.18～1.8ml体积的摩尔浓度为0.4mol/L的含镧的盐溶液，然后将活性炭纤维等体积浸渍在含镧的盐溶液中，即：镧离子与活性炭纤维质量比为0.05～0.5，浸渍时间8～12h，过滤、干燥；

c.将步骤b所得的固体放在马弗炉中活化，活化温度450℃，活化时间2～3h，待达到室温后，将其取出即得新型活性炭纤维-La吸附剂。

同现有技术相比，本发明的除磷剂活性炭纤维-La具有高去除率、高吸附容量、高吸附速率等优点。

具体实施方式

现将本发明的实施例具体叙述于后。

实施例一：本实施例的具体步骤为：

1.将活性炭纤维剪成0.6cm正方体块，用去离子水洗涤数次后，在一定量的去离子水中浸渍、过滤、煮沸、干燥；

2.将步骤1所得的活性炭纤维取0.2g，量取0.72ml体积的摩尔浓度为0.4mol/L的含镧的盐溶液，然后将活性炭纤维等体积浸渍在含镧的盐溶液中，浸渍时间8h，过滤、干燥；

3.将步骤2所得的固体放在马弗炉中活化，活化温度450℃，活化时间2.5h，待达到室温后，将其取出即得新型活性炭纤维-La吸附剂。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，所不同的是：