[发明专利]花状三氧化二铝-氧化镁复合吸附剂的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种花状三氧化二铝‑氧化镁复合吸附剂的制备方法及其产品和应用，利用表面活性剂作为结构导向剂，通过简单的水热法合成出具有花状结构的Al₂O₃，并以其为载体，采用浸渍法制备出负载型Al₂O₃‑MgO复合吸附剂，有效控制Al₂O₃基底的形貌，充分利用三维较大的比表面积和表面高密度吸附位点，负载更多的MgO颗粒。并利用两者间的协同作用进一步提高吸附质在吸附剂内部的扩散，大大提高对重金属离子的吸附速率，此外，该花状Al₂O₃‑MgO复合吸附剂不仅对污染物响应速度快、饱和吸附量大，而且处理后容易与水分离，有效降低水处理运行成本，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种花状三氧化二铝-氧化镁复合吸附剂的制备方法及其产品和应用，用于重金属废水处理领域。

背景技术

水中重金属离子污染是对水环境造成重金属离子污染的发生源。而即便是微量的重金属污染也会对人类带来风险。因此，如何有效地从水中深度去除这些危害性的重金属是一项非常具有挑战性的工作。目前，有效去除水体中重金属污染的方法主要包括化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、电解法、吸附法等，在这些技术中，吸附法由于操作简单、高效节能，且大多数吸附过程具有可逆性，吸附剂可以通过解吸过程而多次循环使用，因此，吸附法是公认的最具应用价值的重金属去除的技术。在众多吸附剂中，纳米金属氧化物，包括纳米氧化铁、氧化锰物、氧化物、氧化铈，由于它们的高比表面积和特殊的表界面特性和反应活性，常用于去除水中的重金属离子。纳米金属氧化物对重金属离子提供了有效且特异的吸附性，然而，尺寸太小和形状差异通常会导致结块、分离困难、压降过大、机械性能差等问题，从而影响了其吸附性能，限制了其在实际废水处理中的适用性。如何有效合成形状可控、高度稳定的金属氧化物是近年来研究者们关注的焦点。

氧化镁是迄今为止发现的唯一一个同时具有离子特性强、化学计量式简单且完整的晶体结构的固体，因其表面具有大量的棱角和结构性缺陷，比表面积和孔隙率较大，具有良好的吸附性能。氧化铝是一种传统的重金属吸附剂，价格低廉且去除效率低，但是其比表面积及吸附容量仍是限制其应用的一大问题，而且吸附过程中需要消耗大量的氧化铝吸附剂，会变相的增加处理成本。然而粉体吸附剂的分离回收难问题一直是水污染治理工程中的一大技术瓶颈，因此，在开发高效吸附材料的同时能实现粉体吸附剂的回收，提高其循环利用率，节约治理成本，这对于工业化实际应用具有重要意义。

本专利利用表面活性剂作为结构导向剂，有效控制Al₂O₃基底的形貌，自主装合成花状Al₂O₃，并以此作为载体，充分利用三维较大的比表面积和表面高密度吸附位点，负载更多的MgO颗粒。利用两者间的协同作用进一步提高吸附质在吸附剂内部的扩散，大大提高对重金属离子的吸附速率。该工艺不仅操作简便，饱和吸附量大，而且处理后容易与水分离，具有较大的应用前景。

发明内容

针对常规重金属吸附剂普遍存在的吸附容量小，吸附剂分离回收难等问题，本发明目的在于提供一种花状三氧化二铝-氧化镁复合吸附剂的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种花状三氧化二铝-氧化镁复合吸附剂的制备方法，利用表面活性剂作为结构导向剂，通过简单的水热法合成出具有花状结构的Al₂O₃，并以其为载体，采用浸渍法制备出负载型Al₂O₃-MgO复合吸附剂，包括如下步骤：