[发明专利]一种富Na-P沸石吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种富Na‑P沸石吸附剂及其制备方法和应用，具体包括以下步骤；步骤1：将天然斜发沸石和50mL、2～5mol/L的氢氧化钠溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；得到的混合溶液中天然斜发沸石的浓度为50～150g/L；步骤2：将步骤1中得到的混合溶液于70～90℃条件下反应12～48h，后经抽滤、洗涤、干燥得到富Na‑P沸石吸附剂；本发明通过此方法将天然斜发沸石中的沸石矿物转化为Na‑P沸石，从而提升其在水中对重金属离子的去除效果。

技术领域

本发明属于天然沸石改性技术领域，具体涉及一种富Na-P沸石吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

天然沸石是一类重要的环境矿物材料，因其丰富的储量、良好的性能和较大的环境应用潜力而备受关注，如今已在污水处理、土壤修复和空气净化得到应用。天然沸石的种类较多，其中天然斜发沸石最为常见，目前的研究和应用相对较为深入。然而，天然斜发沸石的硅铝比为4～6，属中硅沸石，且含有大量石英、长石、伊利石等杂质矿物，导致其离子交换性能和重金属离子去除功效相对不佳，从而使其大规模推广受阻。为此，研究者采用选矿提纯、酸碱改性、功能基团/纳米离子修饰等天然斜法沸石改性处理，但上述手段未改变斜发沸石的晶体结构类型，所得改性沸石中斜发沸石的性能和污染物处理功效有限。

Na-P型沸石是一种具有低硅铝比和优异离子交换性能的沸石，其可用于水中多种离子如NH₄⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺等的高效去除。近年来，部分研究者利用水热改性等方法对天然斜发沸石进行改性处理，发现天然斜发沸石中的沸石矿物可在水热条件转化为Na-P型沸石的吸附剂((Y.F.Wang,Journal of Hazardous Materials 166(2009)1014–1019)，所得材料具有优异的离子交换性能。然而，水热改性方法存在工艺设备复杂，成本高等缺陷，使其大规模推广应用受到极大限制。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种制备工艺简单、成本低以及易于工业化生产的富Na-P沸石吸附剂及其制备方法和应用，通过此方法将天然斜发沸石中的沸石矿物转化为Na-P沸石，从而提升其在水中对重金属离子等污染物的处理功效。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种富Na-P沸石吸附剂的制备方法，具体包括以下步骤；

步骤1：将天然斜发沸石和50mL、2～5mol/L的氢氧化钠溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；得到的混合溶液中天然斜发沸石的浓度为50～150g/L；

步骤2：将步骤1中得到的混合溶液于70～90℃条件下反应12～48h，后经抽滤、洗涤、干燥得到富Na-P沸石吸附剂。

进一步地，所述步骤1中天然斜发沸石的SiO₂/Al₂O₃比为4.2。

进一步地，所述步骤1中的搅拌采用160rpm的恒温振荡器进行振荡处理。

一种富Na-P沸石吸附剂，该吸附剂中的SiO₂/Al₂O₃比为2.5～3.4。

本发明提供上述富Na-P沸石吸附剂在水中高效去除多种重金属离子的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过将天然斜发沸石与氢氧化钠溶液混合，在指定温度内反应一段时间得到富Na-P沸石吸附剂，使得该制备工艺操作步骤少，操作简单易行，反应条件易于控制，生产成本低，易于工业化生产。