[发明专利]一种除砷吸附剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种除砷吸附剂的制备方法，属于环境材料领域，该制备方法依次包括以下步骤：镁铝水滑石的制备；层板间插层双氧水的引入；非均相类芬顿反应；酸洗。该材料可以作为吸附剂应用于水中砷的吸附去除。本发明制备工艺简单、成本低廉，制得的材料具有有序的介孔孔道、粒径均一、较高的比表面积和孔体积等特点，本发明方法制得的吸附剂可大规模应用于废水砷的高效去除且易于再生。

技术领域

本发明属于环境材料技术领域，尤其涉及一种除砷吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

重金属污染问题，尤其是砷污染一直是人们普遍关注的环境问题。砷污染不仅严重的危害了环境，也给当地居民的生产、生活和人身健康和安全造成了严重的危害。2011年，我国首个“十二五”专项规划—《重金属污染综合防治“十二五”规划》将砷列入了规划力求控制的重金属之一。

目前，国内外对砷污染的治理方法主要有吸附法、生物法、离子交换法、膜分离法等。与其他方法相比吸附法具有高效、简便和选择性好等优点，特别是对低浓度、污染性强、毒性大的含砷废水的处理具有独特的应用价值。吸附法处理含砷废水常用的吸附剂主要可以分为：（1）生物材料：菌类、藻类、活性污泥和农业副产品和农业废弃物等；（2）无机物和矿物质：粉煤灰、沸石、活性炭、膨润土、海泡石等；（3）有机化合物：壳聚糖、聚苯胺等；（4）有机—无机复合物：膨润土—壳聚糖、天然沸石负载壳聚糖、聚二乙烯吡啶改性膨润土等。但现有吸附剂对含砷废水的处理存在容量小和吸附速率慢等不足，主要是由于这些吸附剂比表面积小、孔体积小、力度分散不均匀等原因所致。

发明内容

本发明的目的是开发一种粒度分布均匀、具有高比表面积和孔体积且易于再生的除砷吸附剂，同时提供上述除砷吸附剂的一种操作简单的制备方法，以克服现有除砷吸附剂吸附容量小、吸附速率慢以及难于再生的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种除砷吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备镁铝水滑石粉末；

步骤二：将浓度为30%-50%的双氧水置于烧杯中，并迅速加入稳定剂，置于冰浴中搅拌得到双氧水混合液。

步骤三：向步骤二所述的双氧水混合液中加入步骤一所得的镁铝水滑石粉末，整个加入过程保持在冰浴环境下并不断搅拌；

步骤四：将步骤三所得产物进行抽滤，然后用乙醇重结晶两次，于室温下烘干，密封保存；

步骤五：取水，向水中投加亚铁盐或铁盐，搅拌溶解后，向水中投加步骤四所得产物，整个过程保持搅拌，反应时间为20~100分钟；

步骤六：将步骤五所得产物进行抽滤，使用稀酸洗涤2次后，用去离子水洗涤到中性，于室温~100℃烘干，密封保存。

所述步骤一中制备镁铝水滑石粉末具体包括以下步骤：

步骤（1）：配制摩尔浓度为1~1.2 mol/L的镁铝金属盐混合溶液，所述镁铝金属盐混合溶液中镁和铝的摩尔比范围为2:3~5:1；

步骤（2）：配制氢氧化钠和碳酸钠构成的混合碱溶液，混合碱溶液中碳酸钠的摩尔浓度为镁铝金属盐混合溶液中铝盐浓度的2倍，氢氧化钠的摩尔浓度为镁铝金属盐混合溶液中金属离子总浓度的1.6倍；

步骤（3）：将镁铝金属盐混合溶液和混合碱溶液以相同恒定的滴速滴入去离子水中，整个滴定过程保持搅拌；

步骤（4）：滴定完成后继续搅拌至溶液均匀，在60~180℃下静置3~24h直至溶液晶化；

步骤（5）：将晶化完成的混合液进行抽滤，抽滤所得固体用去离子水洗涤干净，然后使用乙醇重结晶；

步骤（6）：将重结晶的固体烘干，对烘干产物进行研磨，得到镁铝水滑石粉末。