[发明专利]焦磷酸盐类化合物脱铵材料制备方法及污水脱铵中的应用

权利要求书

1.一种焦磷酸盐类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，所述焦磷酸盐类化合物脱铵材料通过过渡金属离子与氧离子的八面体结构再与磷酸根离子的四面体结构组合，形成具有开放性骨架和通道的晶体结构；所述焦磷酸盐类化合物的化学式为A₂MP₂O₇，其中，A为Na⁺或K⁺，M为Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺或Fe²⁺中的一种。

2.根据权利要求1所述的焦磷酸盐类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，当所述焦磷酸盐类化合物脱铵材料在污水脱铵时，污水中的铵离子替换所述晶体结构中的A离子形成(NH₄)₂MP₂O₇晶体；当把所述(NH₄)₂MP₂O₇晶体置于A离子盐溶液中时，所述A离子替换所述(NH₄)₂MP₂O₇晶体中的铵离子再生成焦磷酸盐类化合物脱铵材料A₂MP₂O₇晶体。

3.根据权利要求2所述的普鲁士蓝类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，所述A离子盐溶液的物质的量浓度为0.5～3mol/L，所述A离子盐溶液为氯化钠溶液、硫酸钠溶液、硝酸钠溶液、碳酸钠溶液中的一种；或者，所述A离子盐溶液为氯化钾溶液、硫酸钾溶液、硝酸钾溶液、碳酸钾溶液中的一种。

4.根据权利要求1所述的普鲁士蓝类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，焦磷酸盐类化合物脱铵材料的制备方法包括如下步骤：

步骤S110：称取一定质量的过渡金属盐类化合物，溶于一定体积的去离子水中，搅拌均匀，调节pH值为1-3，得过渡金属盐溶液；

步骤S120：在所述过渡金属盐溶液中加入一定质量的氯化物固体，搅拌均匀，使氯化物固体完全溶于所述过渡金属盐溶液中，得过渡金属盐与氯化物的混合溶液；

步骤S130：取一定质量的与所述氯化物相对应的磷酸二氢盐，加入到所述混合溶液中，搅拌均匀，放入烘箱中烘干，得晶体；

步骤S140：将所述晶体研磨成粉，放入加热设备中加热8-24h，待冷却至室温后，用去离子水反复清洗去杂，烘干，即得所述焦磷酸盐类化合物脱铵材料A₂MP₂O₇。

5.根据权利要求4所述的普鲁士蓝类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，所述磷酸二氢盐与所述过渡金属盐的物质的量之比为1:1、3:2、7:5或7:6。

6.根据权利要求5所述的普鲁士蓝类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，所述过渡金属盐溶液的物质的量浓度为3-8mol/L；所述氯化物在混合溶液中的物质的量浓度为1～3mol/L。

7.根据权利要求6所述的普鲁士蓝类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，所述过渡金属盐类化合物为氯化锌、氯化铜、氯化镍、氯化钴、氯化锰、氯化亚铁中的一种，或者是硫酸锌、硫酸铜、硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、硫酸亚铁中的一种，或者是硝酸锌、硝酸铜、硝酸镍、硝酸钴、硝酸锰、硝酸亚铁中的一种，或者是醋酸锌、醋酸铜、醋酸镍、醋酸钴、醋酸锰、醋酸亚铁中的一种。

8.根据权利要求7所述的普鲁士蓝类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，所述氯化物为氯化钠或氯化钾；所述磷酸二氢盐为磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。

9.根据权利要求8所述的普鲁士蓝类化合物脱铵材料在污水脱铵中的应用，其特征在于，所述步骤S130中烘箱的烘干温度为50～80℃；所述步骤S140中的加热设备为马弗炉，加热温度为400～800℃，加热过程中采用氮气或氩气进行气氛保护。