[发明专利]一种无机微孔材料和制法及在去除废水中六价Cr的应用

说明书

本发明属于吸附法废水净化处理领域，公开了一种无机微孔材料和制法及在去除废水中六价Cr的应用，先将硼源和铝源溶解在水里面，然后加入碱源，调节pH值进行水热晶化，再经过洗涤、固液分离、干燥制得具有微孔结构特征的无机材料；材料可与废水中以阴离子形式存在的Cr(VI)发生较强的静电作用力，从而达到将其深度去除的目的，可一次性将废水中的Cr(VI)去除至0.5mg/L以下。本发明具有合成原料廉价、合成周期短、无需改性、热稳定性好、吸附速率快、去除深度好等特点，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种吸附法废水净化处理领域技术，特别是一种无机微孔材料和制法及在去除废水中六价Cr的应用。

背景技术

铬盐是皮革、采矿、纺织以及电镀等产业必需的原料，这些行业排放的废水中通常含有超标的铬，废水中的铬元素通常有阳离子Cr（III）和阴离子Cr（VI）两种存在形式，其中阳离子Cr（III）是相对无害的，而处于氧化态的阴离子Cr（VI）由其特殊的物化性质、迁移性和积累性而具有较强的生物毒性，其毒性约为阳离子Cr（III）的100倍，因此有效去除废水中的阴离子Cr（VI）具有重要的意义。目前含Cr（VI）废水处理方法主要有化学还原沉淀法法、离子交换法、生物法、电解法、吸附法等，其中吸附法具有吸附容量大、投资成本低、对环境无二次污染、技术成熟、脱除率高等优点，广泛用于废水净化处理领域。一般较常用的吸附剂包括活性炭类、氧化铝类、沸石分子筛类、离子交换树脂类等，上述吸附剂均存在改性过程复杂、去除深度不足等缺点，因此开发制备过程简单、能深度去除废水中Cr（VI）的吸附剂越来约引起重视。

无机多孔材料吸附剂因为良好的热稳定性、较大的比表面积、发达的孔道结构广泛用于催化、气体分离、废水净化等领域。一般较常见的用于废水净化领域的无机多孔材料包括活性炭、氧化铝、沸石分子筛等，其中活性炭和氧化铝吸附作用主要是依靠物理吸附，即范德华力，对水体中的阳离子和阴离子污染物皆存在吸附性能，由于这种吸附作用力较弱，因此对废水中有害物质的净化深度不足。CN103506090A公开了一种改性活性炭水处理吸附剂及其制备方法，经过改性处理的活性炭可以用于吸附废水中的Cr（VI），但改性过程异常复杂，需要加入十种以上改性材料，并且吸附容量较低，限制了其实际应用。沸石分子筛是由[SiO₄]四面体和[AlO₄]四面体通过共享氧原子顶点而形成的三维骨架材料，其中[SiO₄]四面体呈电中性，而[AlO₄]四面体有一个负电荷，因此传统沸石分子筛骨架带负电，骨架的负电荷由位于孔道或笼中的额外阳离子平衡，故沸石分子筛具有阳离子交换能力，可以用于废水中有害阳离子的脱除，但不能直接用于废水中阴离子的脱除。CN101797496A公开了一种利用基于斜发沸石的无机-有机复合吸附剂制备方法及其去除工业废水中Cr（VI）的应用，改性后的斜发沸石具备了吸附阴离子Cr（VI）的能力，但该吸附剂吸附容量偏低，制备过程复杂，且需要使用价格较昂贵的有机物改性处理，热稳定性较差，不适用于工业化应用。

综上所述，上述三种最常见的无机微孔材料不具备直接高效去除废水中阴离子Cr（VI）的能力，必须经过改性才能用于处理废水中的阴离子Cr（VI），而改性意味着吸附剂制造成本的大幅增加，甚至超过吸附剂本身的价格。因此开发出一种廉价、制备过程简单、吸附容量大、能深度去除废水中阴离子Cr（VI）的无机微孔材料具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无机微孔材料和制法及在去除废水中六价Cr的应用，克服现有吸附剂改性过程复杂以及去除深度不足的缺点，该材料使用廉价的原料制备而成，制备过程简单，能直接与废水中的阴离子Cr（VI）发生较强的静电作用将其束缚在本发明的无机微孔材料孔道内部，从而达到深度脱除的目的。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

1、一种无机微孔材料，其特征是：