[发明专利]一种镍基水体氨氮吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种镍基水体氨氮吸附剂的制备方法，由城市污泥、壳聚糖、三聚磷酸钠、稻壳、偏铝酸钠、硝酸镍等原料制成，本发明利用城市污泥水热炭化得到发达孔隙结构的水热炭，结合多官能团的壳聚糖，并通过三聚磷酸钠交联，一方面以形成网络结构弥补壳聚糖低孔缺点，另一方面可降低传质阻力，有助于水体中氨氮的吸附，同时通过氢氧化钙和氢氧化铝制备钙铝石，与镍基催化剂进行复配，利用其中自由氧结构提高镍基催化剂的抗积碳性，增强催化性能，实现快速降解处理吸附物的目的。最终得到的多组份吸附剂，其物理化学性质稳定，吸附位点数量众多，吸附容量大，能够有效实现水体氨氮的吸附去除，为水体污染的治理提供了有利的技术支持。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种镍基水体氨氮吸附剂的制备方法。

背景技术

氨氮是水产养殖中最突出的水污染因子，也是藻类及浮游生物过度繁殖导致水体富营养化的主要污染因子之一。2016年全国各地水质月报显示，全国920条河流的1652个断面中氨氮是主要污染物之一，江河总体呈轻污染。环保部2016年6月发布的水质需改善控制单元信息清单中，2020年的水质控制目标中将氨氮单独列为重点控制项目。

生物硝化反硝化法、汽提法、折点加氯法、离子交换法和吸附法等是去除水中氨氮的常用方法，其中吸附法由于吸附剂种类众多，还具有工艺简单、操作方便、出水稳定等优点，成为研究的热点，而廉价易得、性能优异是选择吸附材料的关键，其中通过催化剂改善吸附材料性能具有广泛的应用空间。

镍基催化剂具有优良的有机污染的催化裂解性能，将其插入到吸附剂制备中，能在吸附剂中增加有机催化裂解表面活性中心数量，提高污染物中碳氢键断裂速率，实现污染物的降解，但由于单金属镍基催化剂容易积碳导致失活，因此需要寻求良好的复配材料和载体使催化剂具备抗积碳及硫化氢的能力，从而增强催化剂使用性能。

钙铝石材料由于其本身具有特殊的自由氧结构，可与有机物裂解生成的积碳反应生成一氧化碳，因此与镍基催化剂复配能有效提高稳定性。水稻是典型的硅酸植物，其遗传特性决定了其选择吸收和富集硅较多，经炭化改性处理后具有极强的吸附性和较大的吸附容量。基于此，将钙铝石材料和炭化改性处理的水稻与镍基催化剂复配，再应用于吸附剂的制备中，可有效扩展吸附剂性能，满足人们的需求，具有较好的使用前景。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种镍基水体氨氮吸附剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种镍基水体氨氮吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将城市污泥离心进行初步脱水，干燥后粉碎至500-600μm，将其与水按质量比(1-3)：(17-19)混合均匀，送入反应釜中在200-240℃下反应10-12小时，取出后干燥得到水热炭备用；

(2)将壳聚糖溶液与三聚磷酸钠溶液按质量比(5-6)：(1-2)混合，超声均匀，用氢氧化钠溶液调节pH至中性，静置20-40分钟后冷冻干燥，得壳聚糖聚合物备用；

(3)将稻壳用水洗净后晒干，粉碎过60-80目筛，送入煅烧炉内，升温至600-650℃，有氧煅烧4-5小时，冷却至室温后与偏铝酸钠混合，加入到8-10倍质量的2mol/L氢氧化钠溶液中，在25-30℃水浴下搅拌90-120分钟，之后将混合液装入水热反应釜内，密封后置于烘箱中在120-130℃下晶化10-12小时，完成后移出混合液，并用水冲洗至pH在9以下，抽滤烘干，磨细过80-100目筛备用；