[发明专利]一种稀土复合盐碱改性沸石及其制备方法

说明书

本发明涉及一种稀土复合盐碱改性沸石及其制备方法，包括：将沸石粉碎过筛，与稀土金属的盐溶液混合，超声震荡后，过滤、洗涤并烘干，将烘干后的沸石进行焙烧，制得稀土改性沸石；将上步得到的所述稀土改性沸石，与碱的水溶液混合并浸泡，之后洗涤，再投入氯化镁溶液中浸泡，洗涤后烘干，得到稀土复合盐碱改性沸石。本发明中，稀土金属镧、铈、镨与盐碱叠加改性后的沸石对氨氮均有较好的去除效果，去除率分别可达99.27％、98.85％、98.54％，同时稀土金属镧、镨与盐碱叠加改性后的沸石对磷也具有较好的去除效果，去除率分别可达到98.90％、98.36％，在污水处理领域具有较好的运用前景。

技术领域

本发明涉及沸石改性技术领域，尤其是一种稀土复合盐碱改性沸石及其制备方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的不断发展，大量的生活污水、工业废水等被直接排放到湖泊、河流或海湾水域中，导致了水体中氮磷浓度偏高，水体富营养化，对环境和人体健康皆造成了不良影响。因此，提高地球环境质量、保障人体健康，研究脱氮除磷技术亟待进行。

天然沸石有着丰富的孔道和阳离子交换吸附性能，对NH4⁺有一定的选择吸附性，然而由于天然沸石的矿物杂质含量较高、结构孔道不均匀，使其吸附容量偏小，从而在工程的应用中容易受到限制。目前针对天然沸石的改性调控研究亦未从根本上解决材料组成与结构方面的缺陷,吸附性能仍不理想。对沸石进行改性处理，可以弥补沸石孔道易堵塞与吸附容量小的缺点，使改性后的沸石的离子交换能力增强、吸附容量增大，这些性能使沸石被广泛应用于环境保护方面。

目前，稀土和沸石在环保中应用于污水治理的领域已逐渐成为一个新的技术热点。专利申请CN104971699A公开了一种污水同步脱氮除磷的改性沸石有机物复合剂及其制备方法，采用十六烷基三甲基溴化铵和氯化镧混合溶液作为改性溶液对沸石进行改性，然后将改性的沸石与聚合氯化铝铁(PAFC)以不同比例复合配制成改性沸石有机物复合剂，该改性沸石有机物复合剂应用于污水处理厂生化尾水中，硝态氮和总磷处理效果有很大提升，但是氨氮处理效果一般，只有65-75％，难以有效去除污水中的以游离氨(NH3)和铵离子(NH4⁺)形式存在的氮，限制了其使用效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的改性沸石存在的氨氮处理效果不佳的问题，提供一种稀土复合盐碱改性沸石及其制备方法，采用稀土金属，结合超声波使稀土金属充分附着在沸石的微孔内部，再使用盐碱改性扩充沸石内的微孔，增加吸附位点，从而提高对氨氮的去除效果。

具体方案如下：

一种稀土复合盐碱改性沸石的制备方法，包括：

步骤1：将沸石粉碎过筛，与稀土金属的盐溶液混合，超声震荡后，过滤、洗涤并烘干，将烘干后的沸石进行焙烧，制得稀土改性沸石；

步骤2：将上步得到的所述稀土改性沸石，与碱的水溶液混合并浸泡，之后洗涤，再投入氯化镁溶液中浸泡，洗涤后烘干，得到稀土复合盐碱改性沸石。

进一步的，步骤1中，所述沸石粉碎过筛，目数为10-40目；

任选的，步骤1中，所述稀土金属的盐溶液为可溶性镧盐的水溶液、可溶性铈盐的水溶液、可溶性镨盐的水溶液，溶液中稀土金属元素的质量浓度为0.15％-0.85％。

进一步的，步骤1中，所述稀土金属的盐溶液使用前调节pH为9-10，沸石的加量：体积分数为20％的稀土金属的盐溶液＝5-15g：200ml；

任选的，步骤1中，超声震荡的时间≥16h，焙烧的温度为450-550℃，焙烧时间为0.5-1h。

进一步的，步骤2中，所述碱的水溶液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，浓度为0.5-1.5mol/L，所述稀土改性沸石在所述碱的水溶液中浸泡的时间为1-5h；

任选的，步骤2中，氯化镁溶液中浸泡的时间为1-5天。