[发明专利]一种鸟粪石纳米线及其制备方法

说明书

本发明提供了一种鸟粪石纳米线的制备方法，包括：S1)将含有铵根离子与磷酸根离子的溶液、钠盐与镁盐混合，得到混合液；S2)将所述混合液的pH值调至10.5～11.0，反应后，得到鸟粪石纳米线。与现有技术相比，本发明通过控制鸟粪石在高pH值与较高盐度的条件下结晶，以获得尺寸均一的纳米线，操作简单实用，且实现了将污水中的氮磷回收为高纯度鸟粪石纳米线，从而用作纳米肥料，以提高回收鸟粪石的经济附加值。

技术领域

本发明属于废水处理及其资源化利用技术领域，尤其涉及一种鸟粪石纳米线及其制备方法。

背景技术

磷是生命体必需的营养元素，但由于磷在生物圈中大部分是单向流动，并且磷矿石的储量十分有限，这使得磷成为人类发展的限制因素。同时，污水中往往含有大量的磷，排入天然水体后会造成水体富营养化，也导致磷流失严重。随着污水营养物质排放标准的不断提高以及可持续发展战略下资源循环利用的需求日益迫切，污水处理技术已经开始向除氮磷同时能够回收氮磷的方向发展，鸟粪石结晶回收工艺就是在此背景下产生的。

鸟粪石，也称磷酸铵镁(MgNH₄PO₄·6H₂O)，是一种难溶于水的白色晶体。鸟粪石含有氮磷两种营养元素，是一种理想的缓释肥。鸟粪石结晶回收工艺是通过形成鸟粪石实现同时去除污水中的氮和磷，并将产物鸟粪石回收用作肥料，因此，该工艺具有潜在的环境效益和经济效益，成为研究热点。近年来出现了许多相关专利申请，例如申请号为201420458242的中国专利公开了一种对废水氮磷进行鸟粪石资源化回收的装置、申请号为201610914616.9的中国专利公开了一种鸟粪石流化结晶装置、申请号为201710999458.6的中国专利公开了提高鸟粪石沉淀法处理氨氮废水效率的方法以及申请号为201710786075.0的中国专利公开了一种气液流化强化鸟粪石结晶成粒装置等。

目前，大部分针对鸟粪石结晶回收的研究是为了降低工艺成本和提高产量，却较少关注回收产物的品质，得到的鸟粪石大小不一，形状杂乱，不利于后续利用。虽然申请号为201210571496的中国专利公开了一种提高鸟粪石颗粒粒度的方法和申请号为201410110867的中国专利公开了一种将污水中高浓度氨氮回收为高纯度大颗粒鸟粪石的方法，其在品质控制方面做了探索，但目的是得到尺寸粗大的鸟粪石，只能用作普通肥料，其养分淋溶损失大，肥效差，经济效益有限。

因此，目前的鸟粪石结晶工艺运行成本高，收益小，成为工艺推广的主要障碍。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种鸟粪石纳米线及其制备方法。

本发明提供了一种鸟粪石纳米线的制备方法，包括：

S1)将含有铵根离子与磷酸根离子的溶液、钠盐与镁盐混合，得到混合液；

S2)将所述混合液的pH值调至10.5～11.0，反应后，得到鸟粪石纳米线。

优选的，所述混合液中钠盐的浓度为3.5～5.0wt％。

优选的，所述溶液中铵根离子的浓度为9～18mmol/L；所述磷酸根离子的浓度为3～6mmol/L。

优选的，所述钠盐选自氯化钠和/或硝酸钠。

优选的，所述混合液中镁离子的浓度为3～6mmol/L；所述镁盐选自氯化镁和/或硫酸镁。

优选的，所述步骤S2)中反应的温度为20℃～35℃；反应的时间为1～5h。

优选的，所述步骤S2)中反应在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速为300～600转/分钟。

本发明还提供了一种上述方法制备的鸟粪石纳米线。

优选的，所述鸟粪石纳米线的长度为10～20μm，宽度为200～400nm，厚度为40～60nm。