[发明专利]一种除磷吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种除磷吸附剂的制备方法，包括：将质量比为1:1～10的壳聚糖和活性炭加入到醋酸溶液中，得到混合液；将氢氧化钠溶液和无水乙醇以体积比1：10～20混合，得到固定液；将混合液滴加到固定液中，将沉淀物洗涤、干燥得到载体吸附剂；将纳米二氧化钛和分散剂加入水中得到分散液，将载体吸附剂加入到分散液中进行负载后，过滤取固体，洗涤、干燥后在300～600℃焙烧2～3h得到除磷吸附剂。本发明还公开了一种根据上述制备方法制备得到的除磷吸附剂，利用纳米二氧化钛负载在以活性炭和壳聚糖为基础的吸附剂上，提高了吸附容量，能高效吸附水体中的磷酸根离子。

技术领域

本发明涉及污水除磷技术领域，具体涉及一种除磷吸附剂及其制备方法。

背景技术

目前河流、湖泊等天然水体的富营养化问题十分普遍，磷酸盐是导致富营养化的关键营养元素。因此，去除水体中过高浓度的磷酸根尤为关键。

对于生物细胞，磷酸根是细胞中分子的重要组成成分，构成了磷脂、核苷酸、核酸以及辅酶的骨架。因此磷酸根是限制性的营养元素，它在水体中的含量超标会导致水体中的藻类以及其他生物的大量繁殖，进而导致水体溶氧量下降、水生生物死亡以及水体发臭恶化等一连串反应。

目前去除水体中的磷酸根的方法有生物除磷技术和物理化学除磷技术等。这些方法均已被应用于污染水体的治理领域。上述方法中，归属于物理化学除磷技术范畴的吸附法以其低成本、高效率、能回收磷资源等特点受到广泛关注。

研发高效的除磷剂成为迫在眉睫的需求。含金属的除磷剂由于对磷的去除有着高选择性和高效性的特点，逐渐成为了人们研究的热点。近年来，由于其光学、催化和抗菌性质，纳米二氧化钛被广泛应用于催化剂、化妆品、油漆、防晒霜和塑料等领域。除此之外，由于二氧化钛纳米颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高且表面原子所占比例大，作为吸附材料也备受欢迎。

公开号为CN108355619A的专利说明书公开了一种用于去除水污染物的纳米吸附材料，含以下组份：纳米二氧化钛30～40重量份、纳米氧化锌30～40重量份、淀粉5～10重量份、改性活性炭8～25重量份、树脂1～8重量份以及壳聚糖1～2重量份。上述纳米吸附材料的制备方法为简单共混。

公开号为CN108773870A的专利说明书公开了一种活性炭基净水剂，由以下重量份的物质制成：椰子皮80～150重量份、壳聚糖20～40重量份、氯乙酸5～6重量份、多羟基醇30～60重量份、甲基丙烯酰胺5～10重量份、引发剂1～3重量份、有机硅酸酯0.1～0.5重量份、有机钛酸酯10～30重量份、硅烷偶联剂2～6重量份、溶剂50～60重量份。上述活性炭基净水剂通过多孔炭、接枝型两性壳聚糖和改性二氧化钛进行复合，使净水剂兼具吸附、絮凝和催化降解等功能为一体。但该专利说明书未涉及除磷方面的效果。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种除磷吸附剂的制备方法，利用纳米二氧化钛负载在以活性炭和壳聚糖为基础的吸附剂上，克服了普通吸附剂吸附效果欠佳、普通吸附剂自身强度不足、不易去除、易造成二次污染等不足，提高吸附剂的吸附容量，所选材料经济成本低，能高效吸附水体中的磷酸根离子，有效提高废水处理量，实现环境-经济的良性循环。

一种除磷吸附剂的制备方法，包括：

(1)将质量比为1:(1～10)的壳聚糖和活性炭加入到醋酸溶液中，得到混合液；

(2)将氢氧化钠溶液和无水乙醇以体积比1：(10～20)混合，得到固定液；

(3)将混合液滴加到固定液中，将沉淀物洗涤、干燥得到载体吸附剂；

(4)将纳米二氧化钛和分散剂加入水中得到分散液，将载体吸附剂加入到分散液中进行负载后，过滤取固体，洗涤、干燥后在300～600℃焙烧2～3h得到除磷吸附剂。

步骤(1)中，优选地，所述的壳聚糖和活性炭的质量比为1:(5～10)，活性炭比例较高，吸附效果较佳。