[发明专利]一种玄武岩基无机磷吸附复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明属于吸附材料及应用技术领域，具体涉及一种玄武岩基无机磷吸附复合材料的制备方法及应用，具体步骤为：先制备镧锆氢氧化物溶液：将镧盐和锆盐依次溶解于纯净水中，然后向溶液中滴加烧碱水溶液至pH为10；再制备复合材料：先将玄武岩进行无机酸化处理，用纯净水漂洗干净，然后将玄武岩加入镧锆氢氧化物溶液中浸泡；最后放于真空烘箱中烘干，得玄武岩基无机磷吸附复合材料；复合材料具有优异的磷酸盐吸附活性，将其应用于水体富营养化的大海、河流、废水场中，吸附效果良好且无污染；制备方法简单，成本低，整个过程绿色无污染，应用环境友好，市场前景广阔。

技术领域

本发明属于吸附材料及水处理技术领域，具体涉及一种玄武岩基无机磷吸附复合材料的制备方法及应用，以玄武岩为载体，采用简单沉淀法合成的复合材料对低浓度磷酸盐具有优异的吸附性能，该复合材料成分取自于自然环境，没有污染，能够作为一种天然的解决水体富营养化的产品长期使用。

背景技术

磷(P)是一种不可再生资源。随着经济社会的快速发展，磷矿无节制开采和使用导致磷资源急剧减少。同时，废水中磷排放所造成的水体富营养化问题越发突出。因此，高效去除和回收废水中的磷不仅能改善水体环境质量，而且一定程度上可缓解磷资源危机，是目前研究关注的热点问题。

稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。双金属La/Zr氢氧化物，具有在水溶液中的高PO₄^3–吸附能力，对于磷酸盐的吸附能力可以达到160mg/g，是一种高效的磷吸附材料。例如中国专利CN201710586413.6公开了一种负载镧锆油菜秸秆的除磷吸附剂及其制备方法，其包括以下步骤：取油菜秸秆粉，按料液比为1:(1.5～3)加入1～3%的MgCl₂溶液，在微波炉内进行微波活化，取出过滤抽干，制备成油菜秸秆湿渣；在0.2～0.5%十二烷基磺酸钠的溶液中，加入La(NO₃)₃·6H₂O和ZrOCl₂·8H₂O两种固体，调节pH至7~9，制备成镧锆离子前驱液；向镧锆离子前驱液中，加入油菜秸秆湿渣，室温下搅拌12～24h，过滤抽干，滤渣在50～80℃条件下干燥，制得负载镧锆油菜秸秆的除磷吸附剂成品；中国专利申请CN202110208717.5公开了一种可高效除磷的镧锆改性沸石吸附剂及其使用方法，所述沸石吸附剂由以下步骤制得：A1：将七水氯化镧晶体及锆盐分散在水溶液中，将pH值调至6～8；A2：将沸石加入溶液，混合均匀，烘干；A3：在氮气气氛下升温至650～750℃保温3～4小时，降至常温，取出，得到镧锆改性的沸石吸附剂，使用方法包括以下步骤：S1：调节含磷酸根PO₄^3-离子废水的浓度至0.5～10mg/L、调节pH值至6～8，再加入镧锆改性的沸石吸附剂，形成混合悬浮液；S2：加热混合悬浮液至30～60℃，并进行震荡处理，震荡后分离回收沸石吸附剂。本发明的吸附剂在中性条件下对磷酸根有很好的吸附能力，3h之后吸附逐渐平衡，最大吸附能力可达43.2mg/g；中国专利CN202110338912.X公开了一种介孔锆/镧双氢氧化物纤维的制备方法及其在净化磷酸盐废水中的应用，以聚乙酰丙酮合锆为锆源，六水合硝酸镧为镧源，非离子表面活性剂P-123为模板剂，在以甲醇、水和浓盐酸组成的混合溶剂中加入适量助纺剂形成纺丝液，采用静电纺丝法制备出介孔锆/镧双氢氧化物前驱体纤维，经过高压水蒸气气氛热处理后可得到比表面积高达225.83m2/g、长径比大、介孔结构稳定、元素分布均匀的介孔锆/镧双氢氧化物纤维。但现有技术还存在制备方法复杂、成本高、实际应用难度大的缺点。