[发明专利]一种载镁的酸改性膨胀蛭石复合吸附材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种载镁的酸改性膨胀蛭石复合吸附材料的制备方法及其应用。通过对膨胀蛭石进行酸改性得到酸改性膨胀蛭石，或者将酸改性膨胀蛭石进一步负载上秸秆生物炭后，在改性的蛭石上负载上镁源以进行黑臭水体的污染治理，该应用采用鸟粪石结晶沉淀法，实现了对氮磷的同步回收，提高了反应效率且净化了水质，且其回收产物是一种性能优良的缓释肥料，可用于农田作物生产，实现了对其产物的高效利用。

技术领域

本发明涉及一种复合吸附材料，具体涉及一种载镁的酸改性膨胀蛭石复合吸附材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着我国工业的逐步发展，一些工厂排出的废水、废气通向河流，导致我国河流水体黑臭现象日益严重。氮、磷等营养元素的过量排放所导致的水体富营养化的黑臭水体不仅影响周边居民的工作、生活环境，还对人的身体健康造成巨大的危害。因此，黑臭水体的研究和治理日益成为一个关注的焦点。

鸟粪石沉淀法被认为是回收污水中磷酸盐和氨氮行之有效的方法，该方法不仅可以实现对水中氮磷的同步固定化回收，且其回收产物是一种性能优良的缓释肥料，可用于农田作物生产。

但是，该方法仍在镁源投加和pH调控等方面存在成本较高问题以及回收困难的不足，限制了其工业推广应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明针对天然蛭石、鸟粪石结晶的特点，开发出针对黑臭水体中氮磷去除净化、回收性能良好的一种载镁的酸改性膨胀蛭石复合吸附材料的制备方法，构建镁盐复合蛭石-鸟粪石沉淀技术，实现对污水中磷酸盐和氨氮的固定回收。

本发明采取的技术方案为：

一种载镁的酸改性膨胀蛭石复合吸附材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1：酸改性膨胀蛭石：将膨胀蛭石分散于去离子水中，然后加入酸于30～60℃搅拌反应4～6h，并静置4～6h，然后将酸改性完成后的蛭石水洗至洗液为中性，抽滤，滤渣于105℃烘干至恒重，过80目筛，即可得到酸改性膨胀蛭石；

S2：负载镁源：将酸改性蛭石与过氧化镁或者六水合氯化镁加水搅拌混溶，之后经抽滤和烘干至恒重后，即可得到载镁的酸改性膨胀蛭石复合吸附材料。

进一步地，所述步骤S1之后还包括：将酸改性膨胀蛭石与农作物秸秆混合后加入活化剂搅拌均匀，之后经浸渍、密封、抽滤、烘干至恒重、炭化、酸洗、水洗至中性和烘干后，得负载秸秆生物炭的酸改性膨胀蛭石，以负载秸秆生物炭的酸改性膨胀蛭石继续负载镁源。

进一步地，所述酸优选为硫酸、硝酸或者盐酸。

更进一步地，所述酸优选为质量分数为68％的浓硝酸。在使用硝酸进行膨胀蛭石的酸改性时，对黑臭水体中的总磷的去除效果最好。

所述膨胀蛭石、去离子水、酸的比值为30g：300～400mL：200～300mL。

所述膨胀蛭石的制备方法为微波膨胀蛭石法。微波膨胀蛭石法得到的膨胀蛭石层与层之间分离彻底，层间孔隙多，膨胀倍数大，且层间距变化小、膨胀蛭石不发脆使其吸附性大大提高。所述膨胀蛭石为100目，其膨胀率在5～25倍，容量为50-200kg/m³。

所述步骤S2中所述步骤S2中，酸改性蛭石质量与过氧化镁或者六水合氯化镁折合成镁后的质量之比为1：1～5。

所述活化剂为ZnCl₂活化剂溶液，酸改性蛭石和农作物秸秆混合后的固体与ZnCl₂活化剂溶液的固液比为1g:2-4mL。

所述碳化是在温度为550-650℃，以升温速率为20℃/min，碳化活化1-1.5h。