[发明专利]一种AlOOH/MnO2

说明书

本发明公开了一种AlOOH/MnO₂@硅藻土复合材料的制备方法，包括：将AlCl₃加入到硅藻土悬浮液中，调节pH值后加入十二烷基苯磺酸钠；随后缓慢滴加由过硫酸铵和高锰酸钾溶于去离子水中制得的铵锰复合溶液，搅拌后加入尿素制得硅藻土复合溶液；将硅藻土复合溶液发生水热反应，即得。本发明所提供的在硅藻土藻盘上沉积纳米花、线状的AlOOH/MnO₂@硅藻土复合材料，提高了硅藻土基体对重金属砷离子的吸附敏感性，在增加比表面积的同时，对砷离子的吸附容量显著增加；该方法设计巧妙合理，制备过程科学简单，工艺过程可控，对生产设备的要求较低，经济效益显著，具有重大的理论和实际意义。

技术领域

本发明属于环境材料技术领域，涉及重金属离子的吸附净化及毒性降解材料，具体涉及一种AlOOH/MnO₂@硅藻土复合材料的制备方法。

背景技术

砷是被国际公认的毒性最大的重金属污染物，因砷的安全阀值低 (0.01mg/g)，且在水体中以酸根阴离子(H₂AsO₃^-、HasO₃^2-、AsO₃^3-； H₂AsO₄^-、HAsO₄^2-、AsO₄^3-)形式存在，同时，其毒性极易迁移，即其毒性可随水体、土壤在动植物等生物链进行迁移转化，工业污水中砷的达标处理非常困难。

吸附法是含重金属砷处理应用最多的方法，主要在于方法简便，适用于低浓度含砷废水的深度净化，并且容易工业化应用，但吸附法常常受限于吸附剂的吸附效能(吸附容量、吸附速度和去除率)，如何提高吸附材料的吸附效能非常关键。

研究表明，具有大比表面积和丰富表面官能团的多孔性吸附剂，是优异的重金属离子吸附材料，可用于含砷等重金属废水的深度净化；但现有能规模化应用吸附剂以分子筛、活性炭为主，因其价格较高，工业应用受到一定程度限制。因此，价格低廉、吸附性能优异、可大规模生产并能满足工业化应用要求吸附材料制备研究备受关注。

硅藻土是具有天然有序微孔结构的矿物材料，小孔孔径为 20-50nm，大孔孔径为100-300nm，其孔径分布合理、孔道结构有序；其主要化学成份为非晶态SiO₂，由硅氧四面体相互桥连而成网状结构，表面存在配位缺陷和氧桥缺陷，造成大量Si-O-悬空键，容易结合H形成Si-OH，即表面硅羟基，因此，硅藻土吸附重金属离子具有天然的结构优势，是最具有处理含砷等重金属废水工业应用前景的吸附材料，且因其孔结构的天然性，使得大幅度降低处理重金属离子吸附材料的制备与工业应用费用成为可能；然而硅藻土原矿比表面积较低(25-30 m²/g)，吸附容量受限、且对水体中砷酸根阴离子适应性较差。因此，硅藻土进行表面处理或改性，来提高重金属离子的吸附能力相关研究被受关注，铁盐、锰盐、镁盐、铝盐等改性硅藻土研究最多。然而，目前的相关研究，大多为将改性剂(铁盐、锰盐、铝盐、有机物等) 与硅藻土的机械性混合(无序复合)，且以破坏硅藻土天然微孔结构为代价，重金属离子吸附去除效能受很大影响。

因此，能保持硅藻土微孔结构同时，在硅藻盘上沉积制备纳米结构金属氧化物，有望大幅提升该类吸附剂的品质；而在硅藻土基体上沉积制备纳米结构复合金属氧化物，可进一步提高材料的吸附容量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种AlOOH/MnO₂@硅藻土复合材料的制备方法。

根据本发明一方面提供了一种AlOOH/MnO₂@硅藻土复合材料的制备方法，包括以下步骤：