[发明专利]一种用于吸附水中砷的复合吸附材料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种吸附材料及其制备方法，具体地说是一种用于吸附水中砷的复合吸附材料及其制备方法。 

二、背景技术

砷在自然界丰富存在，砷的化合物是一种具有类金属特性的原生质毒物，具有广泛的生物效应，然而砷是一种慢性致癌物质，对人具有严重的危害性。由于传统采用的单一材料吸附砷往往效率低，且处理时受其他离子干扰较大，所以有很多研究者致力于开发复合材料来除去水中的砷。复合材料利用两种或两种以上材料按照一定比例共同混合制成，通常比单一吸附材料的适合范围广，吸附性能好，且受其他离子干扰小。并且处理后的饮用水砷指标符合国家标准，因此复合材料吸附饮用水中砷有广阔的实用前景。` 

现有技术中的复合吸附材料主要有：活性炭和沸石材料吸附砷酸盐达60%，是以活性炭、活性氧化铝、大孔树脂为载体，以铁盐等为活化试剂，砷酸盐0.254mg/L最终除砷达2.56mg/g。Fe-Ce合成金属氧化物砷从60-100ug／L降到10ug／L。以上吸附材料虽然吸附效果良好，但因含铁离子，易导致水的二次污染，且从溶液中分离困难。 

三、发明内容

本发明旨在提供一种用于吸附水中砷的复合吸附材料及其制备方法，所要解决的技术问题是提高吸附材料对砷的吸附率且不会导致水源的二次污染。 

本发明解决技术问题采用如下技术方案： 

本发明用于吸附水中砷的复合吸附材料，是由氧化石墨和纳米氧化铁按照1：1-2：3的质量比插层复合后得到的复合吸附材料。 

所述纳米氧化铁预先经十二烷基苯磺酸钠表面改性处理后的效果更好，其中十二烷基苯磺酸钠和纳米氧化铁的质量比为1-3：5。 

本发明用于吸附水中砷的复合吸附材料的制备方法，包括氧化石墨的制备、纳米氧化铁的制备以及复合吸附材料的制备各单元过程： 

所述氧化石墨的制备是采用Hummers方法制备氧化石墨（傅玲，刘洪波，邹艳红，李波，Hummers法制备氧化石墨时影响氧化程度的工艺因素研究，炭素，2005年第04期总第125期11—14）； 

所述纳米氧化铁的制备是以氯酸钠为氧化剂氧化绿矾制备纳米氧化铁（罗文中，毛铭华，铁黄制备过程的物理化学研究[J]，化工冶金，1990；11（1）；27-32）； 

所述复合吸附材料的制备是将氧化石墨和纳米氧化铁按照1：1-2：3的质量比混合并研磨后加水超声分散形成溶胶，加水量为氧化石墨质量的2-4倍，用盐酸调pH值3-4，于20-30℃搅拌反应5-7小时，过滤并干燥后得到插层复合吸附材料，干燥温度一般不高于60℃。 

所述纳米氧化铁预先经十二烷基苯磺酸钠表面改性处理是以去离子水为分散介质，十二烷基苯磺酸钠和纳米氧化铁的质量比为1-3：5，表面改性的温度70-90℃，反应时间1-3小时。 

将本发明制备的复合吸附材料0.2g置于pH值2.8-6.0的100mL含As（Ⅴ）溶液中，室温下静置8天，采用氢化物原子吸收光谱测定溶液中的砷含量。 

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在： 

1、本发明复合吸附材料与活性炭和羟基氧化铁相比具有更高的吸附率，吸附效果好，低浓度下（砷含量20ppm）除砷达6.5mg/g，且不含铁离子，不会造成水的二次污染。 

2、本发明复合吸附材料具有较好的化学稳定性。纳米氧化铁表面带有不平衡电位，与氧化石墨交联物和砷盐形成的复合物具有很强的机械强度，化学稳定性很好；加上复合材料巨大的表面积和较强的吸附力，对许多物质都有一定的吸附作用，砷离子通过被吸附、包裹或络合等作用沉积到膜层；利用此特点可达到去除水体中砷的目的。 

3、本发明复合吸附材料的原料易得且价格低廉。 

四、附图说明