[发明专利]一种除磷吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种除磷吸附剂极其制备方法和应用。本发明的除磷吸附剂，在水体中结构稳定性好，具有多孔结构，在中性或酸性条件下，能有效吸附水体中的磷酸盐。此外，本发明的除磷吸附剂，具有强磁性，可以通过固液分离，方便的进行回收。本发明的除磷吸附剂，以镧为活性物质，对磷有特异性吸附作用，使得吸附剂对磷酸盐有很好的吸附效果。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种除磷吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

磷是植物、动物以及细菌生长的关键营养素，大多数磷都以磷酸盐的形式存在于水中。过多的磷存在会导致水体的富营养化，使得藻类繁殖，水质恶化，最终导致鱼类等水生生物的死亡，甚至生态系统的崩溃。因此，为了限制水体富营养化，在废水排入水道之前，应当进行有效的磷脱除。

近年来，国内外已经尝试开发多种磷酸盐的脱除方法，比如化学沉淀法，微生物处理法和电化学法等。然而，这些方法中存在的处理成本高和能量消耗大等问题，限制了它们在废水中去除磷酸盐的有效应用。相比之下，吸附法由于其具有操作简单，除磷性能稳定，以及无二次污染等优点，受到了广泛关注。

相关技术中，层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide，简称LDH)、生物炭、无机多孔材料(如多孔SiO₂)、金属有机框架(Metal organic Frameworks，简称MOFs)等除磷吸附剂已经得到了广泛的研究，但这些吸附剂均存在回收难的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种除磷吸附剂，该除磷吸附剂在水中具有较好的结构稳定性，除磷效果好，易于回收。

本发明还提供了上述除磷吸附剂的制备方法。

本发明还提供了上述除磷吸附剂在污水处理中的应用。

本发明的第一方面提供了一种除磷吸附剂，包括吸附剂基体，所述吸附剂基体的表面分布有钴纳米球和镧元素，所述吸附剂基体具有表面凹陷的十二面体结构。

本发明的除磷吸附剂，至少具有以下有益效果：

本发明的除磷吸附剂，在水体中结构稳定性好，在中性或酸性条件下，能有效吸附水体中的磷酸盐。

本发明的除磷吸附剂，以Co为磁核，相对于以Fe为磁核心的吸附剂，优势在于制备方法更加简单，并且以Co为磁核，材料不易因被氧化而失去磁性。

本发明的除磷吸附剂，具有强磁性，可以通过固液分离，方便地进行回收。

本发明的除磷吸附剂，以镧为活性物质，对磷有特异性吸附作用，使得吸附剂对磷酸盐有很好的吸附效果。

本发明的除磷吸附剂，使用后，通过碱进行简单的后处理，烘干后即可实现循环使用，使用寿命长。

本发明的除磷吸附剂中，镧元素储量丰富，制备原料易得。

根据本发明的一些实施方式，所述除磷吸附剂的粒径范围是200nm～600nm。

本发明的第二方面提供了制备上述除磷吸附剂的方法，包括以下步骤：

S1：配制过渡金属盐和镧盐的混合溶液；

S2：将2-甲基咪唑加入所述混合溶液中进行反应，将产物干燥，得到镧掺杂金属有机框架材料；

S3：将所述镧掺杂金属有机框架材料在保护气氛下煅烧。

本发明的除磷吸附剂的制备方法，至少具有以下有益效果：