[发明专利]一种碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料的制备方法及应用，所述制备方法包括如下步骤：S1、在2wt％的海藻酸钠水溶液中，滴加铁(II)盐溶液和/或锰(II)盐溶液，通过交联反应生成铁/锰交联海藻酸钠，洗涤收集微球形颗粒，并干燥；S2、将步骤S1中的干燥的海藻酸钠在保护气体下在300‑900℃下烧结碳化1‑4h后，洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料。本发明的碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料可以同时实现重金属毒性降低与去除、磷素持留和光催化还原吸附重金属。

技术领域

本发明涉及环境治理领域，特别是涉及一种碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料的制备方法及应用。

背景技术

伴随着工业化的推进，水环境与土壤环境中重金属污染日益严重，严重威胁人类健康和生态发展。研发快速和高效重金属吸附剂，吸附重金属离子，实现重金属离子的高效和快速吸附，将水体中重金属离子降低至国家相关水质标准限定值(比如As为0.05mg/L)，对水环境和土壤环境的可持续发展是至关重要的。

现有的用于吸附的复合材料不易实现与重金属离子的有效结合制备工艺繁琐，吸附性能比较低，价格比较昂贵等缺陷，使得其对重金属吸附领域的应用受到限制。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料的制备方法及应用。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、在2wt％的海藻酸钠水溶液中，滴加铁(II)盐溶液和/或锰(II)盐溶液，通过交联反应生成铁/锰交联海藻酸钠，洗涤收集微球形颗粒，并干燥；

S2、将步骤S1中的干燥的海藻酸钠在保护气体下在300-900℃下烧结碳化1-4h后，冷却、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料。

优选地，所述铁(II)盐溶液为硫酸亚铁溶液。

优选地，所述锰(II)盐溶液为硫酸锰溶液、氯化锰溶液中的至少一种，优选地，所述锰(II)盐溶液为硫酸锰溶液。

优选地，所述步骤S2中在600℃下烧结碳化2h。

优选地，所述步骤S2中的所述过筛是指过60目筛。

优选地，当所述步骤S1中滴加的是铁(II)盐溶液或锰(II)盐溶液时，所述海藻酸钠水溶液与所述铁(II)盐溶液或锰(II)盐溶液的体积比为1:1，且在所述铁(II)盐溶液中铁(II)离子的摩尔浓度为0.67mol/L，在所述锰(II)盐溶液中锰(II)离子的摩尔浓度为0.67mol/L；当所述步骤S1中滴加的是铁(II)盐溶液和锰(II)盐溶液两者的混合溶液时，所述海藻酸钠水溶液与所述混合溶液的体积比为1:2，且在所述混合溶液中铁(II)离子的摩尔浓度为0.33mol/L，所述锰(II)离子的摩尔浓度为0.33mol/L。

优选地，所述保护气体为氦气、氖气、氩气和氮气中的至少一种；所述步骤S1的滴加指采用转速为3mL/min的蠕动泵进行滴加。

一种由所述制备方法制得的碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料。

一种所述的碳化铁/锰交联海藻酸钠复合材料在处理重金属离子和/或磷素中的应用。

优选地，所述重金属离子为As(III)离子、As(V)离子和Cr(VI)离子中的至少一种。