[发明专利]一种沸石负载纳米电气石材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种沸石负载纳米电气石材料及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：将电气石进行超细纳米化处理得到的电气石纳米粉，制成电气石纳米浆料；将沸石浸渍在电气石纳米浆料中，超声搅拌，使纳米电气石负载于沸石的内通道和表面上，然后将其过滤和烘干，在500～700℃煅烧，得到沸石负载纳米电气石材料。本发明沸石负载纳米电气石材料可去除微污染饮用水中的氨氮，且不产生副作用，微污染饮用水的氨氮的去除率达到90％以上，本发明将为微污染饮用水中氨氮深度去除提供新的材料和方法，具有十分重要的理论意义和应用价值。对于解决我国日益严重的饮用水资源缺乏和饮用水中氨氮污染的问题有着十分重要的意义。

技术领域

本发明属于生态环境材料技术领域，更具体地，涉及一种沸石负载纳米电气石材料及其制备方法和应用。

背景技术

当前，我国饮用水中普遍存在氨氮污染问题，目前用以去除饮用水中氨氮的处理技术主要有曝气法、折点加氯法、离子交换法和生物法。曝气法是采用提高pH值将水中的氨氮排放到大气中，对大气造成污染，而且这些氨氮还会回到水体中，此工艺费用也较高。折点加氯法虽然可以有效的去除氨氮，但是氯的存在对人体是有害的。离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程，一般指水溶液通过树脂时所发生的固-液界面离子相互交换的过程，受离子浓度、搅拌或流动速度、温度、交换剂颗粒大小及交联度等因素影响较大。生物法脱氮的周期较长且对处理温度、时间有较高的要求。而且上述方法并不能从根本上使氨氮污染物无害化，正因为如此，促进人们对微污染饮用水中氨氮去除新方法的研究，为微污染饮用水中氨氮深度去除提供关键材料基础和技术支持。

自从Kubo等发现并提出电气石具有永久性自发电极化效应，能吸附并去除水中杂质而净化水体，且能改变水体的氧化-还原电位，从而使的水分子团分离电解，实现水的活化，电气石用于环境保护和水处理受到了国内外学者的广泛重视。目前电气石处理水工程来说，采取的方法一般是先将电气石烧制成球，再浸没于水中的方式，此种方式实际上是一种典型的高消耗资源的方式。因为电气石球与水发生能量转换和接触反应的过程仅局限于球外表面的一个薄层上，球内部的电气石并未起到任何作用，等于白白浪费了。将纳米电气石负载于一定的载体上，电气石与介质的接触面会大大增加，其处理水的效应会提高。而沸石是一种含水的架状结构、多孔铝硅酸盐矿物，具有较大的比表面积、强的离子交换能力和吸附性能，在其结构中可以形成稳定的、分子尺寸的半导体纳米团簇，因而沸石负载纳米电气石材料显示出比其它载体更高的活性。而且天然沸石原料来源丰富、价格低廉，具有不亚于合成沸石的离子交换吸附性能，是一种很有前景的纳米电气石载体。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种沸石负载纳米电气石材料的制备方法。该方法将纳米电气石负载于沸石多孔结构中，制备成可以悬浮于饮用水中且可以顺利与水分离的材料，利用沸石负载纳米电气石材料的吸附功能和永久性自发电极化效应，将饮用水中的氨氮吸附、快速富集并将之转化去除。

本发明的另一目的在于提供一种上述方法制备的沸石负载纳米电气石材料。

本发明的再一目的在于提供上述沸石负载纳米电气石材料的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种沸石负载纳米电气石材料的制备方法，包括如下具体步骤：

S1.将电气石进行超细纳米化处理得到的电气石纳米粉，加入水制成电气石纳米浆料；

S2.将沸石浸渍在电气石纳米浆料中超声搅拌，使纳米电气石负载于沸石的内通道和表面上，然后将其过滤和烘干，在500～700℃煅烧，得到沸石负载纳米电气石材料。

优选地，步骤S1中所述电气石纳米浆料的浓度为10～25％，所述电气石纳米粉的粒径为5～100nm。

优选地，步骤S2中所述沸石为斜发沸石、方沸石、片沸石或钠沸石中的一种以上。