[发明专利]一种具有双重吸附作用的吸附除磷材料及其制备方法

说明书

本发明属于固体吸附剂组合物或过滤助剂组合物技术领域，公开了一种具有双重吸附作用的吸附除磷材料及其制备方法，生物质加入碱溶液中，取出并用去离子水洗涤至中性；将烘干样品分散在NaClO₂溶液中漂白，得生物质纤维；称取生物质炭纤维和铁盐溶于乙二醇，得生物质炭纤维/Fe₃O₄；磁力搅拌下加入碱性溶液C和混合溶液D，pH为9～10；搅拌5～10min磁铁分离出样品，用水和乙醇各洗三次，最后50～70℃烘干10～12h得样品。本发明具有材料制备过程简单且易合成，生物质炭纤维/三元金属氢氧化物双重吸附效应来提高吸附除磷性能，同时利用四氧化三铁达到可磁性回收的目的效果。

技术领域

本发明属于固体吸附剂组合物或过滤助剂组合物技术领域，尤其涉及一种具有双重吸附作用的吸附除磷材料及其制备方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：近年来，随着中国经济的增长和工业化的不断发展，带来工业废水和生活污水的排放量也不短增加等问题，这使得水环境污染问题越来越突出，更为紧要的是饮用水源如湖泊、水库等也受到污染，这会对人类的身体健康也造成了极大的威胁。与此同时，水体富营养化也越来越频发，而造成水体富营养化的主要原因磷含量超标，因此，如何既经济又有效的去除磷成为实际难题。除磷的方法有很多种，如生物、化学和吸附法，其中吸附法因具有高效快速、经济等优势而运用较为广泛，而吸附剂有粉煤灰、沸石等，但它们的吸附性能一般且不易回收利用，不及铜镁铝三元金属氢氧化物的吸附除磷性能。铜镁铝三元金属氢氧化物是由铜离子、镁离子和铝离子以及阴离子和水分子通过静电引力推积而成的层状结构化合物，因此制备可磁性分离生物质炭纤维/三元金属氢氧化物吸附除磷材料不仅可以避免材料难回收问题且将生物质炭的高比表面积与铜镁铝三元金属氢氧化物的高吸附性能相结合，达到材料便于回收利用和高效吸附除磷的效果，通过实验模拟去除含磷废水，结果表明，磷去除率高达99.7％，是一种很有前景的吸附除磷材料，它的研究和应用具有潜在的经济效益和社会效益。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术材料难回收，吸附除磷效果较差。

(2)现有技术的材料制备过程复杂不易合成，费用高。

解决上述技术问题的难度和意义：在材料回收方面，现有吸附剂的回收比较困难，而本吸附除磷材料由于以生物质炭纤维为骨架，更容易回收，这样会避免给环境带来的二次污染，同时双重吸附作用会大大提高吸附效果。在材料制备方面，材料制备方案简单，易合成且使用低成本原材料，达到废物利用的目的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有双重吸附作用的吸附除磷材料及其制备方法。本发明的一种可磁性分离生物质炭纤维/三元金属氢氧化物吸附除磷材料，其特征在于所述材料由生物质炭纤维、纳米四氧化三铁颗粒和铜镁铝三元金属氢氧化物构成，所述生物质炭纤维是生物质经提取、炭化后所形成，所述纳米四氧化三铁颗粒直径为50nm～200nm，所述铜镁铝三元金属氢氧化物为二维片状类水滑石氢氧化物，片状厚度为20nm～50nm，铜镁铝摩尔比为1～3：1：1。

本发明是这样实现的，一种具有双重吸附作用的吸附除磷材料的制备方法，所述具有双重吸附作用的吸附除磷材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将生物质加入到质量分数为3wt％～8wt％的碱溶液中，在70℃环境下，搅拌5h后，取出并用去离子水洗涤至中性；配制3wt％～10wt％的NaClO₂溶液，用乙酸将pH值调节为4，将上述烘干样品分散在NaClO₂溶液中进行漂白，在70℃的环境下，搅拌4h，用去离子水和乙醇清洗至中性，在80℃的烘箱中干燥10h后得生物质纤维；