[发明专利]一种用于除去水中有害阴离子的生物质基吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理吸附材料的技术领域。更具体地，涉及一种用于除去 水中有害阴离子的生物质基吸附材料及其制备方法。

背景技术

水中有害的阴离子有氟离子、含砷阴离子等等。氟是哺乳动物牙齿和骨 骼生长的必需元素，但是摄入过量的氟会导致氟斑牙，氟骨症，以及一些神 经系统的疾病。砷的摄入会导致心血管疾病和神经系统疾病，还会大幅提高 肺、肝、肾、膀胱、皮肤癌变的几率。我国属于世界上人均水资源较少的贫 水国家之一，很多城市的供水不足，此外我国饮用水的质量不高，全国农村 几亿多人仍在饮用不合格的水，使得有些地区的癌症发病率远高于平均水平。 随着经济的高速发展，我国工业废水的排放量逐年递增，这些有害阴离子会 通过工业废水等形式排放到水系统中，因此有害阴离子的去除已经成为水处 理的一个重要方面。同时，生物质材料尤其是一些农作物是年产量非常高的 资源，然而很多农业废弃生物质材料利用率不高，其处理方式甚至污染环境。 因此，合理利用生物质材料尤其是一些农业废弃物资源具有非常重要的意义。

很多物理和化学的方法可以用来除去水中的有害阴离子，例如生物法、 反渗透法、离子交换法、电化学沉积法、膜工程法、吸附法等等。其中吸附 法由于吸附剂种类繁多、易于处理、可以再生、高效、而且可能实现低成本 而成为最常用的方法。生物质基水处理材料尤其是纤维素基水处理材料已经 有了较为广泛的研究和开展。其中纤维素基化学改性水处理材料主要是利用 纤维素本身含有大量羟基等的化学结构特点，通过在引发剂、催化剂等条件 下的化学反应，引入或者接枝一些化合物，利用这些化合物中的官能团能在 水中与含有负电基团的阴离子产生静电吸引、络合等物理化学的吸附作用， 从而除去水中的有害阴离子。然而，这些材料的制备过程大多较为复杂，成 本相对较高。

因此，需要提供一种成本低，取材方便，制备工艺简单的用于除去水中 有害阴离子的生物质基吸附材料及其制备方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种绿色、成本低廉、高效的用于除去水中 F^-，AsO₂^-，AsO₄^3-等有害阴离子的生物质基吸附材料，该吸附材料负载有含 有铁的无机磁性粒子以及含有铝的无机粒子，可以有效的除去水中有害阴离 子，同时所述的生物质基吸附材料具有更广的吸附范围，对于不同水体中有 害阴离子吸附有更明确的针对性。

本发明的另一个目的在于提供一种用于除去水中有害阴离子的生物质基 吸附材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于除去水中有害阴离子的生物质基吸附材料，所述生物质基吸附 材料的表面负载无机粒子；所述生物质基吸附材料的主要原料为农业废弃物； 所述的有害阴离子包括F^-，AsO₂^-和AsO₄^3-；

所述无机粒子为含有铁的无机磁性粒子和/或含有铝的无机粒子。

本发明用于除去水中有害阴离子的生物质基吸附材料，是选用农业废弃 物作为所述吸附材料的生物质基体材料；在生物质基体材料的表面负载含有 铁的无机磁性粒子和/或含有铝的无机粒子，从而使生物质基体材料表面带有 铁-铝(氢)氧化物无机粒子，所负载的无机粒子可以与水中的有害阴离子发 生络合等物理化学吸附作用，将水中的有害阴离子除去。

与现有技术中的阴离子吸附剂材料相比，本发明采用天然廉价的生物质 农业废弃物作为吸附材料基体，利用共沉淀“一锅法”可以同时负载含铁的磁 性无机粒子以及含铝的无机粒子，成本低廉，操作简便；同时利用不同的无 机粒子对于水中不同种类、不同价态的阴离子有害物吸附选择性不同，这种 生物质基多种无机粒子负载的吸附材料吸附范围更广，还可以根据不同水体 中的阴离子有害物含量不同对负载在生物质基体上的无机粒子的比例进行调 控，从而使材料对不同水体中的阴离子有害物的吸附更有针对性、调控性； 此外，这种生物质基多种无机粒子吸附材料可以保持含铁的磁性粒子的优势， 在外加磁场下，吸附材料易于简便快速的与水分离。

所述的有害阴离子主要指F^-，AsO₂^-，AsO₄^3-等。