[发明专利]一种MnO₂改性水铁矿基吸附材料及其制备方法在审

申请号：	201811355788.2	申请日：	2018-11-14
公开（公告）号：	CN109453734A	公开（公告）日：	2019-03-12
发明（设计）人：	吴小文;张晓燕;孟凯月;黄朝晖	申请（专利权）人：	中国地质大学（北京）
主分类号：	B01J20/06	分类号：	B01J20/06;B01J20/30
代理公司：	北京知呱呱知识产权代理有限公司 11577	代理人：	孙进华;吴林
地址：	100083***	国省代码：	北京;11
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摘要：
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【说明书】：

本发明系一种MnO₂改性水铁矿基吸附材料及其制备方法，属于水铁矿基复合材料技术领域。具体包括如下几个步骤：(1)合成水铁矿。将九水硝酸铁溶于去离子水，边搅拌边加入氢氧化钠溶液，将pH值调至7.0‑8.0。将悬浮液离心，收集沉淀，超声清洗5次以除去电解质，放入鼓风干燥箱中80℃干燥6h，制得水铁矿。(2)制备MnO₂改性水铁矿。将高锰酸钾溶于去离子水，加入水铁矿，边搅拌边加入一定量的一水合硫酸锰，继续搅拌，凝胶化4h。将悬浮液离心，弃掉上清液，用去离子水冲洗沉淀3次以除去杂质离子，放入鼓风干燥箱中60℃干燥6h，制得MnO₂改性水铁矿基吸附材料。该材料具有比表面积大、对Cd(Ⅱ)、As(Ⅴ)两类离子均具有良好吸附性能等优点。

技术领域

本发明提供一种MnO₂改性水铁矿基吸附材料及制备方法，属于水铁矿基复合材料技术领域。

背景技术

水铁矿是羟基氧化铁的一种，是一种红棕色的球形纳米颗粒，结晶弱，颗粒尺寸小，通常为2-6nm。水铁矿由于具有大的比表面积及高的表面活性，控制和影响着环境中某些污染物质和营养元素的形态、迁移和转化，可以通过吸附和共沉淀与土壤中的污染物质相互作用，因此常用作各种污染物质的吸附剂。王维等人以人工合成的水铁矿作为掺杂吸附剂，探究了黄河乌拉特前旗段表层的沉积物在掺杂水铁矿前后对重金属离子Cd的吸附性能。研究发现，当掺杂水铁矿3％、pH＝6.5、25℃、振荡120min时为最佳吸附条件，此时的沉积物对Cd的吸附量可以达到2.15mg·g^-1；且水铁矿的掺杂比例越高，该沉积物对Cd的吸附性能越好。崔慧瑛等人以人工合成水铁矿作为吸附材料，研究了水铁矿对As(Ⅲ)的吸附性能。结果发现，水铁矿对As(Ⅲ)的去除率最高可以达到99.5％；35℃下的吸附量均比25℃大；此外，溶液pH值对水铁矿吸附As(Ⅲ)也有很重要的影响，当pH<8时吸附量和吸附率随着pH上升而增加，当pH＝8时达到最大，当pH>8时，吸附量和吸附率会随着pH上升而降低。

MnO₂是一种重要的锰系氧化物，拥有巨大的比表面积和较多的表面羟基，在吸附污染物方面具有优良的吸附性能。因此，考虑利用MnO₂对水铁矿进行改性，期望能够同时提高水铁矿对Cd(Ⅱ)、As(Ⅴ)两种离子的吸附效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MnO₂改性水铁矿基吸附材料及制备方法，具体是一种以水铁矿为基体，MnO₂作改性剂的水铁矿基复合材料及制备方法。

其中制备该材料所用的改性剂是MnO₂。

其中实验中所使用的改性剂MnO₂是由高锰酸钾和一水合硫酸锰发生化学反应制得的。

本发明提供一种MnO₂改性水铁矿基吸附材料及制备方法，其优点及功效在于该材料比表面积大、对Cd(Ⅱ)、As(Ⅴ)两类离子均具有良好的吸附性能。

附图说明

图1合成水铁矿及MnO₂改性水铁矿SEM照片((a)水铁矿；(b)MnO₂改性水铁矿)

图2MnO₂改性水铁矿XRD图谱

图3MnO₂改性水铁矿对Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)离子去除率

具体实施方式

下面结合实例对本发明的特点做进一步描述，但并非仅仅局限于下述实施例。