[发明专利]一种同时强化去除痕量磷和有机物的吸附剂及其制备方法

说明书

一种同时强化去除痕量磷和有机物的吸附剂及其制备方法，涉及一种吸附剂及其制备方法。本发明是要解决现有的吸附剂对水中痕量磷去除率低、有机物和磷不能同时去除的问题。该吸附剂为镧‑聚丙烯腈基碳纳米纤维材料，方法：一、将La(NO₃)₃·6H₂O溶于DMF中，加入PAN，溶解，得到PAN的DMF溶液，对溶液进行高压静电纺丝得到纺丝膜，将得到的纺丝膜经碱液处理后，使用去离子水反复冲洗，烘干；二、将烘干的纺丝膜置于管式炉中，在空气中预氧化，碳化，将碳化后的材料浸于碱液中，浸泡后使用去离子水冲洗碳材料至中性，烘干，即得到吸附剂。本发明可同时并有效的对痕量磷和有机物进行去除。本发明用于碳吸附材料领域。

技术领域

本发明涉及一种吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们越来越关注饮用水安全问题，对水质的要求也越来越严格。人们能够直接接触到的是龙头水，因此龙头水的水质直接影响了人们对水处理系统的评价。自来水在管网中常需较长时间的停留，部分地区此时间可长达2天，停留时间越长，饮用水受到管网二次污染的可能性越大——管网中微生物的生长繁殖会直接影响龙头水水质，给人们的健康埋下隐患，因此饮用水生物稳定性问题亟待解决。

控制管网二次污染的方法有多种：冲洗管网，加大消毒剂剂量、控制细菌营养源等。其中控制细菌生长的营养源相对其他方法更为经济、有效、安全。目前，可同化有机碳(AOC)已被用作评价饮用水生物稳定性的指标，而微生物生长的限制因子除了碳源外还有氮、磷等。有研究表明，相对于以AOC为限制因子，降低水中磷含量能够更加有效地控制微生物生长。因此，去除水中的磷能够有效地控制管网二次污染。而自来水厂出水中的磷含量较低，一般在μg/L级别，而现有的水处理工艺对痕量磷的处理效果并不能达到生物稳定水平，且有机物等污染物的存在可能会影响除磷效果。若能同时去除水中的碳源和磷源，管网中微生物的生长繁殖将会得到更加有效的控制，而在有机物去除方面，碳材料具有突出的优势，因此能够应对复合污染问题的除磷碳材料的开发势在必行。

发明内容

本发明是要解决现有的吸附剂对水中痕量磷去除率低、有机物和磷不能同时去除的问题，提供一种同时强化去除痕量磷和有机物的吸附剂及其制备方法。

本发明同时强化去除痕量磷和有机物的吸附剂为镧-聚丙烯腈基碳纳米纤维材料，是将纳米级镧化合物均匀负载到碳纳米纤维内部和表面得到的。

上述同时强化去除痕量磷和有机物的吸附剂的制备方法，按以下步骤进行：

一、将La(NO₃)₃·6H₂O溶于DMF(二甲基甲酰胺)中，然后按一定质量比加入PAN(聚丙烯腈)，于50～100℃加热至PAN完全溶解，得到PAN的DMF溶液，然后对PAN的DMF溶液进行高压静电纺丝得到纺丝膜，将得到的纺丝膜经碱液处理后，使用去离子水反复冲洗至pH中性，烘干；

二、将烘干的纺丝膜置于管式炉中，在空气中对其预氧化，然后在氮气保护下进行碳化，将碳化后的材料浸于碱液中，浸泡一段时间后使用去离子水冲洗碳材料至中性，烘干，即得到吸附剂。

步骤一中PAN与La(NO₃)₃·6H₂O质量比为(1～10):1。

步骤一所述PAN的DMF溶液中PAN与DMF的质量比1:(7.3～19)。

步骤一中高压静电纺丝电压为15～20kV，湿度为20％以下，接收距离为10～20cm。

步骤一和二中所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水，碱液浓度为0.1mol/L。

步骤一中纺丝膜在碱液中浸泡时间为10～16h。