[发明专利]一种二氧化钛改性的氧化铁基复合吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种水体重金属修复技术，尤其涉及一种二氧化钛改性的氧化铁基复合吸附剂及其制备方法。

背景技术

重金属水污染是指水体中被工业生产过程中排出的重金属离子及其化合物造成的污染。因为重金属具有难降解、危害大、富集作用，且易迁移转化，无环境自净能力，重金属离子迁移规律和污染治理已成为备受关注的环境地球化学课题。工业发展不断向环境排出的重金属废水逐年增加，给河流带来了不同程度的重金属污染。由于河流具有动态流动性，因此当地的土壤、水资源和生态环境被河流的重金属污染造成了巨大的危害和损失，河流重金属污染治理刻不容缓。

在过去的几十年里由于社会的高速发展，人类为了经济的增长和科技的进步，不断的发展重工业，因此对环境造成越来越剧烈的污染，尤其是水污染。人类的生存和发展是一刻都离不开水资源，水污染问题已经遍布全球，因此解决水污染是目前尤为重要的事情。

2015年，我国人口13.64亿，淡水资源总量为28000亿立方米，人均水资源量仅为世界人均水平四分之一左右，是全球人均水资源最贫乏的国家之一，因此水资源在我国处于非常重要的位置。但是由于我国为发展中国家，正是需要加强发展重工业生产来促进我国经济的增长，因此重工业排除的废水严重污染水体，我国水体重金属污染问题十分突出，我国有82％的人口直接饮用地下水和江河水，并且其中水体污染率高达75％。

随着工业的快速发展，我国江河湖海湾都遭受着重金属的污染的危害，如黄浦江干流、苏州河、长江、珠江、黄河等流域都遭到重金属的侵蚀。以青岛胶州湾的重金属污染来看，胶州湾属于一个半封闭型的海湾，处于山东半岛南部，胶州湾口水体相对活跃，而湾内封闭，水体交换缓慢，不利于污染物的扩散和海水自净。经胶州湾入海的河流有十几条，2013年仅大沽河携带入海的重金属含量就达19吨。金属污染给海洋生物和人类健康带来了严重威胁。搞清楚胶州湾入湾河流中的重金属的含量及其迁移规律，采取措施，消减入湾河流中的重金属含量已经成为当务之急。

重金属废水污染危害十分重大，因此去除水中重金属离子的研究具有重要的意义，需要一种低成本、高效能、污染少的去除方法。重金属溶剂萃取法、化学沉淀法、电化学沉积法、离子交换法和重金属离子吸附法等都被常用作与重金属污染物治理方法。

发明内容

本发明解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，获得一种能够富集水体中的重金属，且能够促进重金属的迁移和转化，本发明提供了一种二氧化钛改性的氧化铁基复合吸附剂及其制备方法。

技术方案：一种二氧化钛改性的氧化铁基复合吸附剂，由以下组分按重量份数配比组成：二氧化钛18～36份、四氧化三铁22～45份、氧化锌12～26份、氯化铁3～12份、醋酸钠6～22份、甲醇7～18份、磷酸8～21份、硫酸3～11份、铬酸钾6～22份、戊二醛8～21份、氧化钇7～19份。

优选的，所述二氧化钛改性的氧化铁基复合吸附剂由以下组分按重量份数配比组成：二氧化钛28份、四氧化三铁39份、氧化锌22份、氯化铁8份、醋酸钠17份、甲醇13份、磷酸15份、硫酸8份、铬酸钾17份、戊二醛17份、氧化钇15份。

一种二氧化钛改性的氧化铁基复合吸附剂的制备方法，包含以下步骤：

(1)吸附剂基体制备：将四氧化三铁、氧化锌和氯化铁混合后，粉碎研磨，至粒径为90～160目，置于烘箱中95～118℃处理45～80分钟；

(2)第一次改性：将二氧化钛加入吸附剂基体中，置于坩埚中加热，边加热边滴加6～18％的硫酸溶液，呈糊状后停止加热；

(3)第二次改性：将铬酸钾、戊二醛和氧化钇加入经第一次改性后的吸附剂基体中，混合均匀后，25～30℃反应1～3.5小时，坩埚继续加热，至水分完全挥发停止加热；

(4)交联反应：向第二次改性后的吸附剂基体中加入醋酸钠、甲醇和磷酸，混合均匀后，4～8℃反应45～90分钟；

(5)成品：经交联反应后的产物置于烘箱中，95～118℃反应1～3.5小时即可制得。

优选的，步骤(1)吸附剂基体制备：将四氧化三铁、氧化锌和氯化铁混合后，粉碎研磨，至粒径为140目，置于烘箱中108℃处理68分钟。

优选的，步骤(2)第一次改性：将二氧化钛加入吸附剂基体中，置于坩埚中加热，边加热边滴加14％的硫酸溶液，呈糊状后停止加热。

优选的，步骤(3)第二次改性：将铬酸钾、戊二醛和氧化钇加入经第一次改性后的吸附剂基体中，混合均匀后，26℃反应3小时，坩埚继续加热，至水分完全挥发停止加热。