[发明专利]一种多价锰吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种多价锰吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氯化锰水溶液进行低温等离子体照射处理，得活化锰溶液；(2)将氢氧化钾水溶液与活化锰溶液混匀，得活化锰沉淀浆；(3)将活化锰沉淀浆进行低温等离子体照射处理，得多价锰吸附剂混合浆，烘干，得多价锰吸附剂。本发明制备工艺简单，制备过程所涉及原料少，制备的多价锰吸附剂吸附能力强，pH适用范围广(1～13)，可同时实现印染废液和含铀废液的净化，最高可实现98％COD、98％砷、99％铅、99％铊和99％铀去除率。

技术领域

本发明涉及吸附剂的制备方法，尤其涉及一种多价锰吸附剂的制备方法。

背景技术

锰通常有二价、三价、四价、六价、七价这五个价态。其中，二价锰离子易被氧化成三价和四价的难溶性水合物沉淀。三价锰在水溶液中不稳定，易发生歧化反应，生成二价锰离子和四价锰沉淀。若含有络合剂，则水溶液中三价锰物质可稳定存在。四价锰氧化性极强，在水溶液中无法以离子的形式单独存在。六价锰一般只存在强碱溶液中，易发生歧化反应，生成四价锰和七价锰。七价锰氧化性很强，可氧化分解有机污染物。

在污水净化领域，二氧化锰和高锰酸钾为应用最为广泛的锰系试剂。二氧化锰和高锰酸钾一般被用作催化剂和氧化剂，其吸附性能较差。若废液中同时含有高浓度有机污染物和无机污染物，单独使用二氧化锰和高锰酸钾则无法达到处置预期效果，需要配合其它吸附剂共同使用。同时，锰系试剂对水体环境中的pH变化较为敏感。这些都限制了锰系试剂在环保领域的应用。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种多价锰吸附剂的制备方法，所制备的吸附剂pH适应范围广，可实现对多种污染物的同步高效去除。

技术方案：本发明所述的一种多价锰吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氯化锰水溶液进行低温等离子体照射处理，得活化锰溶液；

(2)将氢氧化钾水溶液与活化锰溶液混匀，得活化锰沉淀浆；

(3)将活化锰沉淀浆进行低温等离子体照射处理，得多价锰吸附剂混合浆，烘干，研磨，得多价锰吸附剂。

其中，所述步骤(1)中氯化锰水溶液的浓度为0.9～6.5mol/L，进一步优选为1～5mol/L，所述低温等离子体照射的作用电压为5～50kV，作用气氛为空气，作用时间为0.5～1.5h。

所述步骤(2)中氢氧化钾水溶液的浓度为1.5～8mol/L，进一步优选为1.5～7.5mol/L；所述氢氧化钾水溶液与活化锰溶液体积比为0.9～4:1，进一步优选为1～3:1。

所述步骤(3)中低温等离子体照射的作用电压为5～50kV，作用气氛为空气，作用时间为0.5～1.5h。

低温等离子体照射过程中，高压电极产生放电通道，空气中的氧气在放电通道中发生电离和解离，生成氧自由基。水蒸汽在放电通道中发生电离和解离生成氢氧根自由基、氢自由基、水合电子。氧自由基和氢氧根自由基可将二价锰离子转化为包括三价、四价、六价、七价态锰的多价态锰物质，实现含二价锰溶液的活化。将氢氧化钾与活化锰溶液混合后，氢氧化钾与二价、三价、四价锰物质反应生成氢氧化二锰、氢氧化氧锰、二氧化锰等混合的层状沉淀物。六价和七价态锰吸附在沉淀物表面。将活化锰沉淀浆再次置于低温等离子体照射时，在氧自由基和氢氧根自由基的氧化冲击下，氢氧化二锰和氢氧化氧锰沉淀发生水解聚合和歧化反应，部分氢氧化二锰、氢氧化氧锰、二氧化锰向更高价态的锰物质转化，从而最终生成具有网捕卷扫功能且多价态共存的吸附剂。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点是：本发明制备工艺简单，制备过程所涉及原料少，制备的多价锰吸附剂吸附能力强，pH适用范围广(1～13)，可同时实现印染废液和含铀废液的净化，最高可实现98％COD、98％砷、99％铅、99％铊和99％铀去除率。

附图说明

图1是本发明的流程图。