[发明专利]一种叶腊石的改性方法及其作为水体除磷吸附剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料改性及水体处理技术领域，尤其涉及一种对叶腊石进行改性的方法以及将改性后的叶腊石作为吸附剂在水体除磷中的应用。

背景技术

随着时代的发展，大量含磷化学产品的使用，导致了水体富营养化甚至引起赤潮。在我国，约92％的河流和湖泊都处于半富营养化或营养化状态，严重破坏了水体生态环境，威胁水生生物的生存和人类健康，水体富营养化已成为当今世界面临的重大环境问题。我国“十一五”计划也把太湖、巢湖、滇池的水体作为重点治理之一。

目前，除磷的主要方法有生物除磷、化学沉淀法、吸附法等。各类生物除磷方法只是将各类磷酸盐磷转移至大量的污泥中，磷回收及污泥处置都十分困难；化学沉淀法除磷效果较好，但成本高，同时产生的大量化学污泥也难于处理；吸附法是一种工艺简单、经济可行、同时可实现磷回收的除磷方法，近年来逐渐受到重视。

叶腊石是黏土矿物的一种，属结晶结构为2:1型的层状含水铝硅酸盐矿物引，化学结构式为Al₂Si₄O₁₀(OH)₂，其用途广泛。现有技术中虽然有很多对叶腊石进行改性的方法和应用，但并未有见诸于文献的将叶腊石进行改性后用作富营养化水体除磷的公开报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的对叶腊石进行改性的方法以及将改性后的叶腊石作为吸附剂在水体除磷中的应用，为富营养化的水体除磷提供了一种新的思路及更多的选择。

为实现上述目的，发明人对叶腊石的改性方法及其改性后的吸附性能进行了大量的研究，并提供如下的技术方案：

本发明的叶腊石的改性方法，包括酸改性、碱改性或热改性，具体为：

所述的酸改性是将叶腊石置于密封的无机强酸溶液中静置多日、洗净、烘干后碎成不同粒径；

上述技术方案中，所述的无机强酸为盐酸、硝酸或硫酸。

优选的，所述的无机强酸溶液为盐酸溶液，其浓度为1～9mol/L。

进一步的，所述盐酸溶液的浓度为6mol/L。

所述的碱改性是将叶腊石置于密封的无机强碱溶液中静置多日、洗净、烘干后碎成不同粒径；

上述技术方案中，所述的无机强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选的，酸改性或碱改性后的烘干温度为105～180℃。

优选的，酸改性或碱改性后的叶腊石的粒径为40～100目。

所述的热改性是将叶腊石在400～600℃的条件下烘焙1～4h，冷却后过筛。

本发明也提供了将上述改性后的叶腊石作为水体除磷吸附剂的应用。

优选的，所述的水体温度为10～45℃。

优选的，所述的水体pH值≥5。

通过试验观察表明，改性后的叶腊石对水体中的磷具有较好的吸附效果，其饱和吸附量可以达到3.96mg/g，改性后的叶腊石作为吸附剂具有经济便宜的特点，其在实际生产和应用中具有广阔的前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例2采用不同改性方法处理叶腊石后的吸附效果柱状图；

图2是本发明实施例3采用不同浓度盐酸处理叶腊石后的吸附效果柱状图；

图3是本发明实施例4改性后的不同粒径叶腊石的吸附效果折线图；

图4是本发明实施例5改性后的叶腊石处理不同温度的含磷水体的吸附效果折线图；

图5是本发明实施例6改性后的叶腊石处理不同pH值的含磷水体的吸附效果折线图；

图6是本发明实施例7改性后的叶腊石处理不同浓度含磷水体的吸附效果折线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

1、下述实施例中磷的分析测定采用：钼锑抗分光光度法。

2、配制下述实施例中所用的磷溶液，备用：