[发明专利]一种用于有机砷化合物吸附的改性凹凸棒土的制备方法和应用

说明书

本发明公开一种用于有机砷化合物吸附的改性凹凸棒土的制备方法，步骤如下：(1)取凹凸棒土，加入去离子水；缓慢加入硫酸，搅拌；然后加入饱和碳酸钠溶液、超声处理、过滤、干燥、研磨、过筛；干燥、冷却至；加入去离子水浸渍；FeSO₄溶液与凹凸棒土充分接触、混合；加入Na₂S溶液、超声、静置沉淀、鼓风干燥、研磨、过筛，即可得到经过负载FeS改性的凹凸棒土。较之沸石咪唑酯(ZIF)等材料在制备改性过程中可能要用到Co、Ce、La等金属，本发明方法运用Fe进行改性，制备价格低廉，不需要有机溶剂，不易引发二次污染，因而环境友好。

技术领域

本发明属于材料改性技术领域，尤其是一种用于有机砷化合物吸附的改性凹凸棒土的制备方法和应用。

背景技术

随着含砷化学品在工业加工、农业生产中的应用日益广泛，成为了环境中砷污染的主要来源。含砷化学品的排放，引起了环境中砷含量超标，带来了环境健康安全风险。砷及其化合物属于Ⅰ类致癌物质，人类如果长期饮用砷含量超过50μg/L的水，会引起肺部、肾脏、皮肤肌肉等器官、组织发生癌变，严重影响人体的健康。据报道，目前约有两亿人饮水存在砷污染风险。如何将砷及其化合物从水中去除，从而保障饮水安全，成为亟待解决的问题。

吸附法由于具有操作简单、高效、费用低的特点，常用于水中重金属、难降解有机污染物的去除，尤其适合处理水量较大而污染物浓度较低的情形。目前，针对吸附法除砷，研究人员做了大量的工作，CN112058232B公开了一种二氧化锰修饰活性炭吸附剂的制备方法以及在去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ)当中的应用。δ-MnO₂成功修饰于活性炭的表面和空隙内部，不易发生团聚，易于回收和循环利用。CN113060791A公开了一种改性粉煤渣用于吸附处理酸性高砷污染废水的技术，可以去除酸性含砷废水中大量的砷，减少废水处理的前期投入成本，避免二次污染。CN113000009A公布了一种以铜-镧复合氧化物为壳，磁性四氧化三铁为核的磁性铁基复合氧化物吸附剂的制备方法，可以用于去除水中多种形态的含砷化合物。去除效率较高也容易从水中分离。庞达等通过实验制备了沸石咪唑酯骨架(ZIF-67)并且成功应用于4-羟基-3-硝基苯胂酸的吸附，实验结果表明，在实际的水环境中也有很好的除砷效果，目前的研究多为物尽其用、变废为宝的改性技术研究，以及高效、高稳定性、易回收、可循环利用的转性材料的制备技术及应用。

但是，目前的文献、专利公开报道较多的除砷吸附材料普遍存在以下主要问题：(1)针对高毒性的无机砷，如As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的吸附材料较多，而针对同样作为重要砷污染来源但毒性相对较低的有机砷化合物的吸附材料研究相对较少；(2)一些材料制备时用到重金属元素改性，在应用过程中一定条件下可能引起其他重金属的污染，而且稀有金属也导致造价更高，不利于大规模的生产和应用。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种用于有机砷化合物吸附的改性凹凸棒土的制备方法和应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于有机砷化合物吸附的改性凹凸棒土的制备方法，步骤如下：

(1)凹凸棒土的活化和热处理改性：取凹凸棒土，加入去离子水；缓慢加入硫酸，充分搅拌3h，直至不再有气泡产生；然后加入饱和碳酸钠溶液，将多余的硫酸反应完全；在超声波清洗机中超声处理；过滤，放在电热鼓风干燥箱中70℃干燥12h，研磨，过200目筛待用；然后在电热鼓风干燥箱中300℃高温处理3h；冷却至室温，即可得到经过酸洗活化、高温处理的凹凸棒土；

其中，所述凹凸棒土：去离子水：硫酸的比例g：mL：mL为2：2：1；