一种表面富羟基无机吸附材料的制备方法与应用技术

一种表面富羟基无机吸附材料的制备方法与应用，涉及吸附材料。方法一：将氧化物进行第一次研磨后焙烧，对焙烧产物水化处理后干燥，再第二次研磨即得所述表面富羟基无机吸附材料。方法二：将氧化物前驱体进行第一次研磨后焙烧，对焙烧产物进行水化处理后干燥，再第二次研磨即得所述表面富羟基无机吸附材料。方法三：将氧化物与氧化物前驱体的混合物进行第一次研磨后焙烧，对焙烧产物进行水化处理后干燥，再第二次研磨即得所述表面富羟基无机吸附材料。所述表面富羟基无机吸附材料可在制备含重金属工业废水吸附剂、含氮和含磷工业废水吸附剂、有机废水吸附剂中应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸附材料，尤其是涉及一种表面富羟基无机吸附材料的制备方法与应 用。
技术介绍
重金属废水的来源和分布广泛，涉及矿山、冶金、化工、机械、电子等众多行业。废 水中有害的重金属包括铅、汞、镉、锌、铬、铜、锰等。随着各类行业产品的增加，重金属的含 量及存在形态也不断地发生变化。含重金属离子的废水在不进行处理的情况下直接排放会 给周边环境带来严重的污染。对处理含重金属离子的废水对我国经济和环境有着重要的现 实意义。 现有重金属废水处理的方法大致可以分为三大类：（1)化学法（化学药剂沉淀法 和电解法）；(2)物理法（活性炭、离子交换树脂等吸附剂和膜分离法）；(3)生物法。在众 多的去除重金属污染物的方法中，使用吸附剂对重金属离子进行有效的吸附从而实现对水 体中的重金属去除是非常有希望的一条途径，但现有的吸附剂还存有较大的问题。例如，活 性炭材料虽然价格较为便宜，但其处理能力十分有限，因此使用活性炭吸附前通常需要改 性，这就使得处理工艺和成本升高；使用离子交换树脂或膜分离法虽然吸附效果较为显著， 但高昂的设备需求使得其在应用中受到了很大限制的。由此可见吸附剂的成本与性能的好 坏决定了其去除污染水体中的重金属离子的效果。 近年来，利用纳米氧化物（如Fe2O3,Al2O3,MnO, 1102等）的表面电荷和表面配位 等特性对水体中的有机分子以及重金属离子进行吸附展现了良好的应用前景。纳米氧化物 通常具有高比面积，且在水体中其表面负电性可以对重金属离子有较好静电吸附作用，同 时纳米氧化物表面还拥有对重金属离子进行配位的羟基。更为重要的是，通过控制待处理 水体的pH值，纳米氧化物在水体中可以较为稳定地存在，在处理过程中不会像类水滑石结 构材料在处理一些含重金属离子废水时会交换出大量金属离子，从而造成二次污染。但是， 纳米氧化物自身存在的两点固有缺陷：1)粒径小，形成的溶胶分离困难；2)表面可配位位 点少，吸附能力差。因此，解决纳米氧化物这两点固有缺陷，能降低纳米氧化物的应用成本， 同时提升其应用前景。 中国专利CN102266746A公开一种人工合成无机晶体吸附材料的制备方法，将 10~25wt%的氟娃酸钠、2~20wt%的碳酸钠、30~60wt%的二氧化娃、15~45wt%的氧 化镁混合均匀，将该混合物在600~1300°C下通过坩埚煅烧法或内部熔融法烧制6~20h， 得到一种分子式为Na(Mg2. 5-0. 5xNax) (Si4O10)F2 (0 <X彡1)的膨胀性人工合成无机晶体 吸附材料，该材料选择性吸附能力更强、耐酸碱、耐高温和辐射程度更高、易后期处理，在净 化工业生产废水方面，特别是在处理放射性核废水方面，具有较强的实用性，且成本低廉、 生产工艺简单，具有广阔的应用前景。 中国专利CN103831080A公开一种用于回收废水中重金属离子的镍渣吸附材料 及其制备方法。该方法以工业废弃镍渣和低成本分析纯试剂氢氧化铝为主要原料，经经 原料预处理、压制成型、烧结和水热处理后，制得用于废水中重金属离子吸附的镍渣吸附材 料。经本专利技术方法制备的吸附材料具有一系列的优良性能：孔隙率高，比表面积大，对Pb' Cu2+等重金属离子具有较好的吸附性能；此外，由于采用成型的方法，制备的吸附剂形状、 尺寸多样，可做成柱状、片状、块状等，而且具有较好的强度，可实现吸附剂的再生循环回收 利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有纳米氧化物在处理含重金属离子污水过程中的不足，提 供。 所述表面富羟基无机吸附材料的制备方法之一如下： 将氧化物进行第一次研磨后焙烧，对焙烧产物水化处理后干燥，再第二次研磨即 得所述表面富羟基无机吸附材料。 所述氧化物可选自CaO和SiO2，以及1%0、？6304、？6 203、六1203等中的至少1种；所述 氧化物中各组分之间的质量百分比可为55 %~70 %CaO、10 %~30 %Si02、0~10 %Fe203、 2%~10%厶120 3、0~5%]\%0，总量为100%，优选63.4%〇&0、24.4%5102、4.9%卩6 203、 7. 3%Al2O30 所述表面富羟基无机吸附材料的制备方法之二如下： 将氧化物前驱体进行第一次研磨后焙烧，对焙烧产物进行水化处理后干燥，再第 二次研磨即得所述表面富羟基无机吸附材料。 所述氧化物前驱体可选自Ca(OH) 2、CaC03、MgC03、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH) 3、 Na2SiO3等中的至少3种；所述氧化物前驱体中各组分之间的质量百分比按氧化物形式计算 可为 55%~70%Ca0、10%~30%Si02、0 ~10%Fe203、2%~10%A1203、0 ~5%MgO,总 量为100%。 所述表面富羟基无机吸附材料的制备方法之三如下： 将氧化物与氧化物前驱体的混合物进行第一次研磨后焙烧，对焙烧产物进行水化 处理后干燥，再第二次研磨即得所述表面富羟基无机吸附材料。 所述氧化物与氧化物前驱体混合物可选自CaO、MgO、Si02、Fe304、Fe203、A1203、 Ca(OH) 2、CaC03、MgC03、Mg(OH)2、Fe(OH) 3或Al(OH) 3等中的至少3种；所述氧化物与氧化物 前驱体混合物中各组分之间的质量百分比按氧化物形式计算可为55%~70%CaO、10%~ 30%Si02、0 ~10%Fe203、2%~10%A1203、0 ~5%MgO,总量为 100%。所述焙烧的温度至少500°C，所述焙烧的时间至少3min;所述焙烧的温度优选 800~1500°C，所述焙烧的时间优选20min。 所述水化处理的步骤如下：将焙烧产物冷却后分散于水中，搅拌。 所述水与焙烧产物的质量比可为（20~5) : 1，优选10 : 1 ;所述水化处理时间 可为8h以上，优选12~24h。 所述干燥可采用自然晾干或加热干燥。 所述第一次研磨的时间至少lmin，优选10~20min。 所述第二次研磨的时间至少lmin，优选10~20min。 所述表面富羟基无机吸附材料可在制备含重金属工业废水吸附剂中应用，所述含 重金属工业废水可以是pH大于3的含重金属工业废水，所述含重金属工业废水中的重金属 离子可为Cu2+、Ni'Cr3+、Fe'Hg2+等中的至少一种。 所述表面富羟基无机吸附材料还可在制备含氮和含磷工业废水吸附剂中应用。 所述表面富羟基无机吸附材料还可在制备有机废水吸附剂中应用。 与现有技术相比，本专利技术具有以下突出的优点： (1)所得表面富羟基无机粉体吸附材料具有丰富表面羟基，能够对水体中的重金 属离子进行高效、快速的吸附。 (2)与纳米氧化物相比，所得表面富羟基无机粉体吸附材料分离简单，通过简单静 置就可以进行分离。 (3)所得表面富羟基无机粉体吸附材料还能对水体中有机物和氨氮等其他污染物 有去除能力，并对酸性废水有缓冲能力。 (4)所得表面富羟基无机粉体吸附材料在处理重金属离子废水时不会发生离子交 换现象，不会出现二次污染。 (5)所得表面富羟基无机粉体材料对重金属离子的吸附能力高、处理操作简单。 (6)所得表面富羟基无机粉体材料处理水体重金属离子的成本低廉，具有有良好 的工业应用的前景。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面富羟基无机吸附材料的制备方法，其特征在于其具体步骤如下：将氧化物进行第一次研磨后焙烧，对焙烧产物水化处理后干燥，再第二次研磨即得所述表面富羟基无机吸附材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑南峰，陶静，方晓亮，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35