[发明专利]一种去除砷的磁性纳米吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开的一种去除砷的磁性纳米吸附剂及其制备方法与应用，为硫掺杂铁铜铈三元金属氧化物的纳米材料，其制备方法，包括以下步骤：1）去离子水溶解铁离子化合物及亚铁离子化合物，加入碱性试剂，得浑浊液；2）所述浑浊液中加入Cu(NO₃)₂·3H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O和H₂NCSNH₂，控温搅拌后加入水合肼，过滤干燥，即得所述硫掺杂铁铜铈三元金属氧化物的纳米材料，该材料吸附三价砷和五价砷的效率高且无二次污染，重复性及稳定性强，吸附剂便于回收。

技术领域

本发明涉及环境治理领域，具体涉及一种去除砷的磁性纳米吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

砷是一种广泛存在于自然环境且毒性很大的类重金属元素。由于自然作用和一些人为活动，使得部分砷进入水环境中，造成地下水体砷污染，危害公众健康。含砷的废水如果不经过处理，直接灌溉会对土壤造成严重的污染，这一污染过程已经成为一个值得关注的重大问题。砷污染的土壤可抑制作物生长发育，导致其产量与质量的降低，并造成作物体内砷积累，若作物食用部分砷含量超标，将对食品的安全构成威胁。

自然水体中无机砷主要存在As(V)和 As(III)两种形态，金属氧化物材料被广泛运用于吸附水中不同价态的砷，而As(III)广泛分布于缺氧、还原性的环境中（如地下水环境），由于As(III)在自然条件下通常以中性分子的形式存在，它与天然含铁、锰矿物、金属氧化物等吸附材料有较弱的亲和力，导致As(III)在自然水体中更易迁移、更难被有效去除，因此金属氧化物在处理水中的污染物砷时，主要是去除五价砷，但As(III)的毒性是 As(V)的数十倍，三价砷的去除率有待提高；另一方面，多元金属材料由于其自身的特性，在强酸或强碱条件下，吸附性能大大降低。此外，由于材料在吸附过程中，会有一定浓度的金属离子从材料表面转移到水体中，溶液中出现的金属离子会对环境造成二次污染。另外，这些材料在使用后不易被回收，很难进行重复使用，从而限制了它们的发展和应用。因此开发新型、高效、稳定、具有广泛应用性的吸附剂具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种去除砷的磁性纳米吸附剂及其制备方法与应用，去除三价砷和五价砷的效率高，适用pH范围广，无二次污染，重复性及稳定性强，吸附剂便于回收。

本发明的技术方案是，提供一种去除砷的磁性纳米吸附剂，为硫掺杂铁铜铈三元金属氧化物的纳米材料。

进一步地，提供一种去除砷的磁性纳米吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1）去离子水溶解铁离子化合物及亚铁离子化合物，加入碱性试剂，得浑浊液；

2）所述浑浊液中加入Cu(NO₃)₂·3H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O和H₂NCSNH₂，控温搅拌后加入水合肼，过滤干燥，即得所述硫掺杂铁铜铈三元金属氧化物的纳米材料。

优选地，所述铁离子化合物包括FeCl₃·6H₂O，所述亚铁离子化合物包括FeSO₄·7H₂O，所述FeCl₃•6H₂O和FeSO₄•7H₂O的摩尔比为2:1。

优选地，所述步骤1）中，碱性试剂包括氢氧化钠，所述浑浊液的pH为9-10。

优选地，所述步骤2）反应温度为100-140℃，优选地，所述反应温度为120摄氏度，所述搅拌时间为30min。