[发明专利]控释型高铁酸钾复合体及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于地下水污染修复技术与应用领域，公开了一种具有控释功能的高铁酸钾复合体及其制备和应用。

背景技术

近年来，随着工农业生产的发展，废水排放和大气污染物沉降问题日益加重，水体砷污染已成为一个全球性的环境问题。按照世界卫生组织(WHO)的水砷标准，我国砷中毒危害病区的暴露人口高达1500 万之多，已确诊患者超过数万人。在中国地方性砷中毒分布调查(总报告) 中指出饮水型地方性砷中毒分布于8省市区， 40个县级市， 受影响人口230 万余人， 其中饮水砷> 0.05mg /L高砷暴露人口52万余人， 查出砷中毒7800 余人。因此， 如何有效而经济地去除饮用水中的砷成为一个刻不容缓的问题。砷是自然界中一种有毒元素，主要以三价和五价存在。三价砷离子对细胞毒性最强，五价砷离子要被还原转化为三价砷离子后，才发挥其毒性作用。各类砷的毒性大小依次递减的顺序是：砷化三氢( As^3- ) > 有机砷化三氢衍生物( As^3- ) > 无机亚砷酸盐( As³⁺ ) > 有机砷化合物( As³⁺ ) > 氧化砷( As³⁺ ) > 无机砷酸盐( As⁵⁺ ) > 有机砷化合物( As⁵⁺ ) > 金属砷( As⁰ ) 。长期饮用高砷地下水会导致人体出现皮肤色素异常、角质化、皮肤癌、内脏癌症等慢性砷中毒。目前，含砷地下水的原位处理方法主要包括氧化法、混凝法、吸附法、离子交换法、微生物法等，但由于氧化作用慢、操作复杂等因素导致未能大规模工艺化。

高铁酸钾是一种新型的水处理药剂，是一种集强氧化性、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂，具有良好的氧化除污功效、优异的混凝作用、优良的杀菌消毒作用及高效的脱味除臭功能，可以去除水中的有机物、无机物和重金属离子，且不会对处理后的水样带来二次污染，有着广阔的应用前景。然而，高铁酸钾由于不稳定、易分解，在水溶液中一次性投加利用率低等缺点限制了它的广泛应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明为了发挥高铁酸钾的优势来治理含砷地下水，并克服其不稳定、一次投加利用效率低的缺点，制备控释型高铁酸钾复合体，其释放速率可调控，达到提高其稳定性并实现治理含砷地下水的双重目的，为地下水原位治理提供了一条新的思路。

本发明的目的在于提供一种控释型高铁酸钾复合体。

本发明的另一目的在于提供一种控释型高铁酸钾复合体的制备。

本发明的再一目的在于提供控释型高铁酸钾复合体在污水修复中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种控释型高铁酸钾复合体，其原材料按质量份数由以下成分组成：高铁酸钾0.1～0.3份，高分子聚合物0.8～2.0份，有机溶剂10～20份，分散剂0.1～0.3份，致孔剂1.0～7.0份，乳化介质60～80份。

进一步的，上述高铁酸钾的纯度为94%以上。

进一步的，上述高铁酸钾的制备方法为：

1）称取60g KOH加入100mL水中溶解，冷却至室温后，放在冰水浴中； 

2）称取33.4g高锰酸钾粉末，向其中逐滴加入220mL浓盐酸，在慢速搅拌下反应，产生的Cl₂通入到1）中冰浴的0.6g/L KOH溶液中，直至溶液变为黄绿色且有少量白色晶体析出为止，获得饱和次氯酸盐溶液；

3）称取60g氢氧化钾固体加入2）中制得的饱和次氯酸盐溶液中，每隔5分钟加5g，慢速搅拌使其充分溶解，以增强溶液的碱性，操作要在冰浴的条件下进行，以防止KClO分解，然后过滤，去掉KOH和 KCl白色晶体，得到较为纯净的高浓度、强碱性的次氯酸钾溶液；

4）在剧烈搅拌和冰浴的条件下，往3）中KClO溶液中分若干次加入37.5g Fe(NO₃)₃·9H₂O固体，立即产生大量紫黑色K₂FeO₄，继续少量多次加入40gKOH固体至饱和，溶液在冰箱中放置过夜；

5）将4）中获得的混合液进行离心，4000 rpm，离心5分钟，倒掉上层液体，即可得到高铁酸钾粗产品；