[发明专利]一种锰钛复合改性沸石及其应用

说明书

本发明公开一种锰钛复合改性沸石，所述锰钛复合改性沸石表面具有由纳米MnO₂和纳米TiO₂形成的覆盖层，所述纳米MnO₂的粒径尺寸在10～30nm的范围内，所述纳米TiO₂的粒径尺寸在10～30nm的范围内；所述锰钛复合改性沸石具有多孔结构，所述多孔结构的平均孔径尺寸在17～20nm的范围内。本发明还提供了一种锰钛复合改性沸石的应用。本发明提供的锰钛复合改性沸石，可以有效的去除矿井水中的铁锰离子，操作简单，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其涉及一种锰钛复合改性沸石及其应用。

背景技术

矿井水的排放量随着国家经济的发展和煤炭日益增加的开采量而不断上升，不少矿区由于在煤炭开采过程中的铁、锰地下水的渗透导致矿井水铁锰含量超标。高浓度的铁锰矿井水会污染矿区及其周边土地，破坏原有植物的生长环境，植物通过根部的吸收作用、运输作用等导致铁锰运输至植物各个部分，使植物组织或器官遭到破坏。

国内外目前常用的除铁锰工艺有自然氧化法、接触氧化法、强氧化剂氧化法、生物接触氧化法等；其中应用最为广泛的是接触氧化法。接触氧化滤池启动基本都是通过含锰水的过滤自然形成活性滤膜，这种方法存在锰质活性滤膜的成熟期很慢、除铁锰滤池启动周期长等缺点。因此采用接触氧化法除铁锰滤池的快速启动方法则显得尤为重要。

改性滤料净化污水是基于传统的过滤材料(石英砂，天然锰砂，沸石等)在以迁移及吸附机理为基础开发的一种技术，通过物理和化学方法(高温、金属氧化物或氢氧化物表面涂层等)进行改性。改性后的滤料比表面积大、吸附位多，具有很强的阴阳离子去除能力。天然过滤材料对铁离子的去除效果比较显著，但对锰离子的去除效果甚微，尤其是在滤池启动和早期运行阶段，存在诸如滤池启动耗时长、对水环境较敏感以及出水欠稳等问题。

虽然改性滤料对铁锰离子的去除效果良好，但目前的大多改性滤料仍然存在去除效果差、出水水质不稳定等问题。

发明内容

本发明公开一种锰钛复合改性沸石及其应用，以解决目前改性沸石存在铁锰离子的去除效果差、出水水质不稳定的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

根据本发明的第一方面，提供了一种锰钛复合改性沸石，所述锰钛复合改性沸石表面具有由纳米MnO₂和纳米TiO₂形成的覆盖层，所述纳米MnO₂的粒径尺寸在10～30nm的范围内，所述纳米TiO₂的粒径尺寸在10～30nm的范围内；所述锰钛复合改性沸石具有多孔结构，所述多孔结构的平均孔径尺寸在17～20nm的范围内。

优选地，所述多孔结构的平均孔径尺寸为18～18.5nm。

优选地，所述纳米MnO₂的平均粒径尺寸在20～22nm的范围内，所述纳米TiO₂的平均粒径尺寸在20～22nm的范围内。

优选地，所述多孔结构的平均孔径尺寸为18nm。

可选地，所述锰钛复合改性沸石的X射线图谱至少含有以下衍射峰：