[发明专利]一种磁性MgO吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种磁性MgO吸附剂及其制备方法和应用，属于吸附材料技术领域。本发明将可溶性三价铁源、柠檬酸镁和水混合，加热蒸发，得到前驱体混合物；对所述驱体混合物进行煅烧，得到磁性MgO吸附剂。本发明以柠檬酸镁作为镁源，柠檬酸根在煅烧的过程中起造孔剂作用，高温煅烧过程中能形成多孔MgO，此磁性吸附剂用于水处理时能够水解形成Mg(OH)₂，与F^‑和As(V)发生离子交换吸附，从而去除水中的氟、砷离子。在煅烧的过程中，磁性MgO吸附剂能够形成微孔结构，增大氟、砷离子的吸附容量。由于铁源的引入，磁性MgO吸附剂中含有Fe₃O₄，便于吸附剂从水中分离去除。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，特别涉及一种磁性MgO吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国具有丰富的地热资源，几乎在每个省份均有地热资源的分布。高温地热带常分布在我国西藏和云南两地。据报道，西藏储层温度高于150℃的水热系统有129处，其中储层温度高于200℃的有12处。地热水作为一种廉价、清洁、丰富的新型能源和宝贵水资源，其开发和应用已受到国家和地方的大力支持与发展。

地热水中常含有高浓度的氟、砷等有害物质，以羊八井热田为例，水体中总砷的浓度高达5.7mg/L，氟离子浓度高达18mg/L，远远高于地表水环境质量标准(GB2828-2002)和生活饮用水水质标准(GB5749-2006)中对氟和砷的限量规定。直接将地热水尾水排入到受纳水体中，不仅会造成流域生态环境的影响，而且会对生物体和人类带来不利的影响。因此，解决地热水除氟、砷问题迫在眉睫，地热水的处理以实现安全排放对生态环境保护具有重要的意义。

目前，地热水中氟、砷离子的去除主要采用吸附剂吸附的方式，常见的吸附剂为氧化物吸附剂，主要有MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃和TiO₂等，然而，这些氧化物吸附剂的吸附效果不佳，以商品化的MgO举例，其对氟的吸附效率仅有66％，吸附以后的氟剩余浓度不能满足地表水和饮用水中氟的限量标准。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种磁性MgO吸附剂及其制备方法和应用，本发明提供的磁性MgO吸附剂能够有效去除水中的氟、砷离子。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种磁性MgO吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

将可溶性三价铁源、柠檬酸镁和水混合，加热蒸发，得到前驱体混合物；

对所述驱体混合物进行煅烧，得到磁性MgO吸附剂。

优选的，所述可溶性三价铁源为FeCl₃、Fe(NO₃)₃和Fe₂(SO₄)₃中的一种或几种。

优选的，所述前驱体溶液中Fe离子、Mg离子的摩尔比为1:1～5。

优选的，所述加热蒸发的温度为60～90℃。

优选的，所述煅烧的温度为600～800℃，保温时间为1～5h。

本发明提供了上述制备方法制备得到的磁性MgO吸附剂，成分包括MgO和Fe₃O₄。

优选的，所述磁性MgO吸附剂的BJH孔径分布为3.062～20nm，比表面积为8.81～28.07m²/g，孔体积为0.115～0.234cm³/g。

本发明提供了上述磁性MgO吸附剂在水处理中的应用，所述水中含有氟离子和/或砷离子。