[发明专利]一种吸附水体中全氟化合物的陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种吸附水体中全氟化合物的陶粒及其制备方法，陶粒原料质量配比为：含铁固废40‑80％、黏土5‑20％、秸秆5‑40％、制孔剂3‑15％；所述含铁固废的成分组成为：SiO₂：40‑55％；Fe₂O₃：5‑15％；TiO₂：1‑10％；MgO：10‑15％；有机质：1‑5％，其他：5‑15％。将上述原料按照比例混合均匀后，造粒成球，经高温无氧焙烧，得到可用于吸附水体中全氟化合物陶粒。利用本发明方法制备的陶粒具有制备工艺简便，成本低廉，对水中全氟化合物吸附效率高等优点。

技术领域：

本发明涉及水污染控制领域，更具体的说，涉及一种吸附水体中全氟化合物的陶粒及其制备方法。

背景技术：

全氟化合物(perfluorinated compounds，PFCs)主要包括全氟羧酸(perfluorocarboxylic acids，PFCAs)、全氟磺酸盐(Perfluoroalkane sulfonates，PFSAs)、氟调聚醇(Fluorotelomer alcohols，FTOHs)等。伴随PFCs商品的研发、生产、使用和处置，PFCs可通过多种途径进入水体环境，对水生态系统安全及人类健康构成威胁。鉴于PFCs的持久性和生物累积性，对水体中PFCs的污染控制，已成为环境工程领域中的一个研究热点。PFCs中的F原子的电负性强，PFCs中的C-F键键能大，因此其性质十分稳定，难以被传统化学及生物方法降解。吸附法是去除水体中全氟化合物的一种重要方法，目前，去除水体中PFCs吸附剂主要有：无机矿物、铁氧化物、活性炭吸附剂等。目前，用于吸附水体中PFCs的吸附剂普遍存在吸附剂成本较高的问题。

经检索发现，中国专利申请号CN201510894494.7公开了一种选择性吸附PFCs的材料及制备方法，该专利所述材料为氟化蒙脱石，其制备工艺复杂，且对PFCs的吸附效果仅有60％左右。中国专利申请号CN201410639721.7公开了一种吸附PFCs的磁性纳米氧化铁复合材料及其制备方法，其虽然对于PFCs有着较好的吸附效果，但成本较高。Valeria等利用颗粒活性炭吸附水中PFCs，其吸附效率可达80％，但制备活性炭的成本较高。近年来，关于水体中PFCs吸附剂的研究中，未见以固体废弃物为主要原料制备净化水中PFCs吸附剂的报道。

发明内容：

针对目前用于吸附水体中全氟化合物的吸附剂存在的成本较高的问题，本发明提供了一种吸附水体中全氟化合物陶粒的制备方法及其应用。该方法制备出的陶粒具有原料成本低廉、制备工艺简便、对水中全氟化合物吸附效率较高的优点。

本发明所采用的技术方案如下：

提供一种吸附水体中全氟化合物的陶粒，该陶粒中原料质量配比为：含铁固废40-80％、黏土5-20％、秸秆5-40％、制孔剂3-15％；所述含铁固废的成分组成(以质量分数计)为：SiO₂：40-55％；Fe₂O₃：5-15％；TiO₂：1-10％；MgO：10-15％；有机质：1-5％，其他：5-15％；上述原料在高温无氧条件下焙烧后制得陶粒。

优选该陶粒中原料质量配比为：含铁固废50-70％、黏土10-15％、秸秆10-30％、制孔剂5-10％。

所述陶粒中都含有的物相结构包括：伊利石、赤铁矿、云母、石英、方解石、正长石；可能还有的物相包括：镁角闪石、韭闪石、铁闪石、钠长石、透辉石、阳起石、锐钛矿。

上述陶粒的制备方法，该方法以含铁固废、黏土、秸秆为原料，将原料按照比例混合均匀，造粒成球，经高温无氧焙烧，冷却后，得到可用于吸附水体中全氟化合物陶粒。

该方法的具体步骤是：