[发明专利]选择性铵离子筛及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及氨氮吸附材料领域，公开了一种选择性铵离子筛及其制备方法与应用。该选择性铵离子筛的制备方法，包括以下步骤：(1)将亚铁氰化钠或亚铁氰化钾和过渡金属盐分别与接受液配制成相应的亚铁氰化钠或亚铁氰化钾溶液和过渡金属盐溶液，将钠盐或钾盐与去离子水配制成钠盐或钾盐水溶液；(2)在搅拌条件下，将亚铁氰化钠或亚铁氰化钾溶液与过渡金属盐溶液同时滴加到钠盐或钾盐水溶液中，并陈化，控制晶体形状呈球状或立方状，然后分离和清洗；(3)将清洗后的材料进行干燥，得到粉末状选择性铵离子筛A₂M₃[Fe(CN)₆]₂。本发明制得的选择性铵离子筛具有高吸附容量、高选择性、循环性好、寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及氨氮吸附材料，具体涉及一种选择性铵离子筛及其制备方法与应用。

背景技术

水体中的氨氮主要是以带正电的铵离子的形式存在，水体中氨氮含量，是评价水体污染程度的一个重要指标。按照国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)的规定，地表Ⅲ类水的氨氮(以N计)浓度为≤1ppm，针对这个浓度限值，可以采用阳离子交换材料进行水体中氨氮的交换和去除，该方法具有产水指标稳定和工艺简单的特点。

目前，用于中低浓度氨氮水体脱铵的阳离子交换材料有沸石、改性分子筛、改性阳离子交换树脂等。但是，其中沸石和改性分子筛对于水体中的阳离子选择性不高，而且总体吸附容量很低，在多种阳离子共存的实际水体中，由于沸石和改性分子筛容易吸附钙离子、镁离子等离子，导致沸石和改性分子筛上的交换位点的有效利用率非常低，同时由于沸石在再生过程中，吸附的钙离子和镁离子不容易被洗脱下来，导致沸石和改性分子筛上的交换位点逐渐失效而减少，进而导致氨氮的吸附容量呈不可逆下降。而改性阳离子交换树脂的骨架结构为有机骨架，骨架是带负电的，能够和水体中的阳离子进行静电吸引作用而发生离子交换，虽然改性阳离子交换树脂的交换容量相对沸石来说比较大，但是在实际水体中，对铵离子的选择性很差，几乎对水体中所有阳离子都具有吸附作用，特别是优先吸附水体中的二价钙离子和镁离子，而且改性阳离子交换树脂的致命缺点是容易受到水体中的带正电的有机物的污染而失效，降低改性阳离子交换树脂的循环性和使用寿命。

因此，亟待提供一种针对中低浓度氨氮废水处理的吸附容量高、选择性好、循环性好、寿命长的选择性铵离子筛。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的脱氨材料存在吸附容量低、选择性差、循环性差、寿命短的缺点问题，提供一种高选择性铵离子筛及其制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种选择性铵离子筛的制备方法，包括以下步骤：

(1)将亚铁氰化钠或亚铁氰化钾和过渡金属盐分别与接受液配制成相应的亚铁氰化钠或亚铁氰化钾溶液和过渡金属盐溶液，将钠盐或钾盐与去离子水配制成钠盐或钾盐溶液；

(2)在搅拌条件下，将亚铁氰化钠或亚铁氰化钾溶液与过渡金属盐溶液同时滴加到钠盐或钾盐溶液中，并陈化，控制晶体形状呈球状或立方状，然后分离和清洗；

(3)将清洗后的材料进行干燥，得到粉末状选择性铵离子筛A₂M₃[Fe(CN)₆]₂，其中，A为Na或K元素，M为过渡金属元素。

本发明第二方面提供一种根据上述所述的制备方法制得的选择性铵离子筛。

本发明第二方面提供一种选择性铵离子筛在水处理中的应用。

与现有技术相比，本申请具有以下有益的技术效果：

(1)本发明制得的选择性铵离子筛适用于中低浓度氨氮废水的处理(NH₃-N≤100ppm)，经过选择性铵离子筛处理后的产水氨氮浓度＜1ppm，达到地表Ⅲ类水的氨氮浓度要求。