[发明专利]镧改性火山岩材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种镧改性火山岩材料的制备及其在磷去除中的应用。该方法包括用液相沉淀法将火山岩与不同比例的氯化镧复合后，再置于马弗炉中高温煅烧处理，得到镧改性火山岩材料。采用在恒温摇床中震荡的方式，静态除磷，结果表明，所述镧改性火山岩材料可高效吸附水中的磷。本发明相对未改性火山岩吸附性能和吸附速度都得到了明显提高。

技术领域

本发明涉及环境材料技术领域，尤其涉及一种镧改性火山岩材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着处理技术的进步和管理水平的提升，工业废水和城市生活污水等点源污染得到有效控制。但在农村地区，由于农业种植大量使用化肥，以及农业废水难以集中回收等问题，致使肥料中剩余的磷元素，通过雨水径流进入地表水或渗透至地下水污染地下水。据统计，农业面源污染已近成为导致水体富营养化的一个重要因素，其中总磷的排放量可占到总排放量的60％以上。根据美国、日本等国的研究报道，即使点源污染全部削减，河流水质达标率也仅仅为65％左右。因此，如何有效地阻控和去除农业废水中过量的磷污染物进入地表水体，是改善河流水质的重要手段之一。

填料的吸附沉淀作用是生态法除磷最主要的途径，占除磷总量的80％以上。因此，高效除磷填料的选择对提高生态法除磷效果至关重要。研究表明，氢氧化镧对水体中的磷酸盐吸附能力较好。本发明采用液相沉淀法将氢氧化镧负载到火山岩表面，所制备的镧改性火山岩对磷酸盐具有较好的吸附能力。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供镧改性火山岩材料及其制备方法和应用，用于提高对磷酸盐的吸附能力。

为了达到上述目的，一方面，本发明提供了一种镧改性火山岩材料的制备方法，包括如下步骤：

将火山岩加入La³⁺的溶液中，调节pH至9-11得到悬浊液；

将所述悬浊液搅拌后进行超声处理，收集沉淀物；

将所述沉淀物洗涤、干燥即得到所述镧改性火山岩材料。

在一些实施例中，所述制备方法进一步包括对所述镧改性火山岩材料进行煅烧活化处理。

在一些实施例中，所述La³⁺的溶液通过将氯化镧、硫酸镧或硝酸镧溶于去离子水中制得。

在一些实施例中，La³⁺的溶液的浓度为0.05-0.27mol/L。

在一些实施例中，La³⁺与火山岩的比例为0.5-3mmol La³⁺/g火山岩，例如1mmol La³⁺/g火山岩或2mmol La³⁺/g火山岩。

在一些实施例中，搅拌时间为0.5-3h(例如1h、1.5h、2h或2.5h)，超声处理时间为0.5-3h(例如1h、1.5h、2h或2.5h)。

在一些实施例中，干燥温度为90-120℃(例如95℃、100℃、105℃、110℃或115℃)，干燥时间为16-24h(例如18h、20h或22h)。

在一些实施例中，煅烧温度为300℃-800℃(例如400℃、500℃、600℃或700℃)；煅烧时间为1-3h，例如1.5h、2h或2.5h。

另一方面，本发明还提供了一种利用所述制备方法制备的镧改性火山岩材料。

又一方面，本发明提供了利用镧改性火山岩材料处理含磷废水的方法。

在一些实施例中，所述方法包括将所述镧改性火山岩材料加入到含磷废水中，在震荡或搅拌条件下处理16-36h，例如20h、24h、28h或32h。