[发明专利]一种羧甲基纤维素钠-聚硅酸铝铁复合吸附剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种羧甲基纤维素钠‑聚硅酸铝铁复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S1：取50g的聚硅酸加入烧杯中，再加入的蒸馏水稀释至1000ml，搅拌均匀，获得悬浮液A，备用；涉及化学化工及环保工程技术领域。该羧甲基纤维素钠‑聚硅酸铝铁复合吸附剂的制备方法，通过采用微波辐射聚合工艺，微波能够促进聚合反应，而且反应体系升温快，能够显著缩短聚合时间，聚硅酸原料可为粉煤灰、工业水玻璃母液、赤泥、火山灰等废弃物，属于废物资源化再利用，本发明制备的羧甲基纤维素钠‑聚硅酸铝铁复合吸附剂具有聚合速度易控制、絮体密实、二次絮凝效果好、使用条件宽、药剂用量小、残留浓度低，同时SS、总磷和COD具有很高的去除效果。

技术领域

本发明涉及化学化工及环保工程技术领域，具体为一种羧甲基纤维素钠- 聚硅酸铝铁复合吸附剂的制备方法及应用。

背景技术

铝盐絮凝剂和铁盐絮凝剂已被广泛应用，铝盐絮凝剂聚合速度易控制，絮凝效果明显，但是其沉降速度慢，絮体易碎；铁盐絮凝剂的絮体较为密实，沉降速度相对铝盐快，但存在聚合速度难控制，卷扫作用差，腐蚀性较强等缺，聚硅酸具有良好的絮凝性能，但聚硅酸不容易储存，电中和作用较弱，聚硅酸和金属离子复合后具有沉降速度快、絮体密实、再絮凝效果好、除磷效果好等众多优点，其中聚硅酸铝铁凝剂是一类新型无机高分子絮凝剂，具有电中和作用和吸附架桥作用，与传统铁盐和铝盐絮凝剂相比，混凝性能好，使用条件宽，药剂用量小，残留浓度低，同时聚硅酸絮凝剂的絮凝机理包含压缩双电层理论、吸附电中和、吸附架桥和网捕作用，在絮凝进程中多种作用协同发挥，聚硅酸铝铁具有优于其他絮凝剂的水处理能力。

目前聚硅酸铝铁凝剂的制备工艺逐渐成熟，但合成路线繁多，且这些产品的性格仍然有待提高，如：合成时间长、能耗高、保存时间短、再絮凝效果差等缺点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种羧甲基纤维素钠-聚硅酸铝铁复合吸附剂的制备方法及应用，解决了目前聚硅酸铝铁凝剂的制备工艺，合成时间长、能耗高、保存时间短、再絮凝效果差的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种羧甲基纤维素钠-聚硅酸铝铁复合吸附剂的制备方法及应用，包括以下步骤：

S1：取50g的聚硅酸加入烧杯中，再加入的蒸馏水稀释至1000ml，搅拌均匀，获得悬浮液A，备用；

S2：在持续搅拌的条件，向悬浮液A中滴加10～35％的稀硫酸或1mol/L的 NaOH溶液，使悬浮液pH调节至1.5-3.5之间，然后将悬浮液A置于15-30℃水浴中在搅拌速度为20-50r/min下搅拌1～2h，再室温条件下活化放置12-24h，获得聚硅酸B，备用；

S3：取50mL质量分数为2％的羧甲基纤维束钠在温度为40～80℃、搅拌速度为20-50r/min的条件下活化40-80min，获得活化的羧甲基纤维束钠溶液 C，备用；

S4：在空烧杯中加入0.427mol/L的Al2(SO4)3·18H2O溶液1000mL和 0.854mol/L的FeCl3·6H2O水溶液250mL，混合均匀后得到溶液D；

S5：取100ml的聚硅酸B、5-10ml溶液C和80-120ml溶液D放入烧杯中，用蒸馏水稀释250ml，搅拌均匀；将烧杯放入微波炉中，在温度为40-60℃、搅拌速度为20-50r/min下反应1.5-3h，熟化放置24-36h，用乙醇和蒸馏水分别进行清洗；在60-80℃烘干得到的粉末便是羧甲基纤维素钠-聚硅酸铝铁复合吸附剂。

进一步地，所述S2中聚硅酸摩尔浓度为0.2-1.0mol/L之间。

进一步地，所述S4中Al/Fe摩尔比为4～1之间。