一种用于吸附废水中氨氮的沸石制造技术

本发明专利技术提出了一种用于吸附废水中氨氮的沸石，本发明专利技术涉及沸石改性领域，具体涉及一种磁改性沸石领域。本发明专利技术是为了解决现有技术中普通沸石吸附氨氮的能力低，改性沸石制作过程复杂的问题，提出了一种用于吸附废水中氨氮的沸石，该磁改性沸石的平衡吸附量高，制备方法简单，无需添加药剂。本发明专利技术的方法制得的磁改性沸石，其氨氮吸附能力相较普通沸石更好，磁改性沸石对氨氮的去除率升高、吸附容量增大，普通沸石吸附容量最高仅能达到3.75mg/g，然而经本发明专利技术方法磁改性的沸石吸附容量最高可达到6.3mg/g，其比表面积可达22.5011m

【技术实现步骤摘要】
一种用于吸附废水中氨氮的沸石
本专利技术涉及沸石改性领域，具体涉及一种磁改性沸石领域。
技术介绍
水中存在大量氨氮，会导致水体富营养化，给人们造成环境和经济方面的损失。大量的含氨氮的污水排入水体中，水体氨氮浓度超标，水体富营养化，水生生物的生存和人类健康都受到严重影响，如何治理氨氮污水已成为亟待解决的难题。在各种污水处理方法中，吸附法具有经济性、去除效率高、不会产生二次污染等优点。在多种吸附剂中，沸石对氨氮的去除效率较高，因此被用于去除水中的氨氮。传统的沸石虽然对氨氮的吸附效果较好，但对氨氮的吸附容量不高，去除一定的氨氮，需要消耗大量的沸石。物理、盐、复合改性得到的沸石，对氨氮的吸附容量较大，但难于与水分离去除，吸附过程中可能会产生二次污染，而磁性沸石可利用磁分离技术将其从悬浮液中快速分离回收。因此加强对磁性沸石的研究与制备，对提高污水处理技术具有重要意义。在现有技术中，袁明亮等先将天然沸石制备成钠型沸石，再用化学共沉淀法将钠型沸石与具有磁性的Fe3O4结合制成磁性沸石，根据磁性沸石的XRD图谱，磁性沸石在制备过程中去除了沸石中的杂质，磁性沸石具有较多的微孔和介孔，使得磁性沸石具有较大的比表面积(袁明亮,闫冠杰,谭美易,等.磁性沸石的制备与表征[J].过程工程学报,2009,9(4):707-711)。曹吉林等在磁性4A沸石的制备过程中，采用不同量的Fe3O4与纯4A沸石混合，几种沸石测得的XRD基本一致，说明磁粒的量不影响磁性沸石的结构。将磁性4A沸石在空气中长时间放置，再浸入水中充分搅拌，磁性4A沸石的变化率很小(曹吉林,傅睿,刘秀伍,等.磁性沸石分子筛的合成与表征[J].天津大学学报,2009,42(2):183-188)。故此，现有技术的研究集中在将沸石经研磨等方法制成细小颗粒后与磁性材料混合重新制备成磁性沸石，过程复杂，且去除氨氮能力与现有技术中的普通沸石相比，无突出特点。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决现有技术中普通沸石吸附氨氮的能力低，改性沸石制作过程复杂的问题，提出了一种用于吸附废水中氨氮的沸石，该沸石的平衡吸附量高，制备方法简单，无需添加药剂。一种用于吸附废水中氨氮的沸石，将沸石通过磁化改性得到磁改性沸石，所述磁化改性是指将沸石放置在磁感应强度为100-500mT的磁场中0.25h-5h。优选的，该沸石是将沸石放置在磁感应强度为147-440mT的磁场中0.5h-4h。优选的，所述沸石是指4A沸石。优选的，所述磁场是由永磁铁或者电磁铁产生的。优选的，所述永磁铁是由钐钴或者钕铁硼制成的。优选的，将与氨氮废水的质量比为1:10000-1:9000的权利要求1或2中任意一项的沸石，加入至氨氮废水中，在25℃-45℃的温度下完全振荡后分离。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：本专利技术的方法制得的磁改性沸石，其氨氮吸附能力相较普通沸石更好，磁改性沸石对氨氮的去除率升高、吸附容量增大，普通沸石吸附容量最高仅能达到3.75mg/g，然而磁改性沸石吸附容量最高可达到6.3mg/g，其比表面积可达22.5011m2/g。附图说明图1为147mT，0.5h磁改性沸石的吸附等温线；图2为147mT，4h磁改性沸石吸附等温线；图3为440mT，0.5h磁改性沸石吸附等温线；图4为440mT，4h磁改性沸石吸附等温线；图5为原样沸石吸附等温线；图6为原样Freundlich曲线拟合；图7为原样Langmuir曲线拟合；图8为147mT，4h磁改性沸石Freundlich曲线拟合；图9为147mT，4h磁改性沸石Langmuir曲线拟合；图10为原样红外光谱图；图11为147mT，0.5h磁改性沸石；图12为147mT，4h磁改性沸石具体实施方式本专利技术实施例所用药品及装置如下所示：实施例中所用的原样沸石为4A分子筛沸石。4A分子筛是一种碱金属硅铝酸盐，能吸附水、NH3、H2S、二氧化硫、二氧化碳、C2H5OH、C2H6、C2H4等临界直径不大于4A的分子。由于4A分子筛的有效孔径为0.4nm,故称为4A分子筛。本专利技术实施例中所用氨氮废水制备方法如下：铵标准贮备溶液的制备：称取3.819g经100℃干燥过的NH4Cl，溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线，制得氨氮浓度为1000mg/L的储备液。铵使用液的制备：吸取40mL的储备液加入到1000mL的容量瓶中，加水稀释到标线，制得氨氮浓度为40mg/L的氨氮溶液，测定氨氮废水的pH。本专利技术实施例中所用原样4A沸石已进行预处理操作，即用蒸馏水清洗，放入烘箱内在102-110℃进行高温烘烤，直至完全烘干。将沸石进行密闭袋装，备用。使用永磁场装置对沸石进行磁化改性，所述永磁场装置为一块方型的钐钴材质的永磁铁，在方形磁铁中心处开凿出一个孔洞用于安装沸石。通过特斯拉计可以测出此永磁铁装置孔洞位置处的磁感应强度。以下实施例中将使用磁感应强度分别为147mT和440mT的两个用磁场装置。本专利技术还可以选用电磁铁作为磁化改性装置。上述两种种磁化改性装置的目的都是为了产生确定的磁感应强度的磁场。实施例中选择了第一种磁化改性装置进行试验。实施例1为147mT，0.5h磁改性沸石的吸附等温线如图1所示，为147mT，0.5h磁改性沸石的吸附等温线称取40g4A沸石，将沸石放置在沸石容器内，将沸石容器放置在147mT的永磁场内改性0.5小时，改性结束后取出，放置在含有干燥剂的容器内待测。147mT，0.5h磁改性沸石的吸附等温线的实验：准备8个250mL锥形瓶，向锥形瓶加入100mg、200mg、300mg、400mg、500mg、600mg、700mg经147mT，0.5h磁改性沸石；(2)用量筒量取100mL的氨氮溶液加入到锥形瓶中，放入气浴恒温震荡箱中，调节温度分别到25℃、35℃、45℃，转速为120r/min左右，振荡两小时拿出；(3)测定氨氮的初始浓度，及锥形瓶中剩余氨氮的浓度。本实验采用便携式水质测定仪来测定溶液中氨氮的浓度。表1为实施例1的氨氮吸附容量测试(单位：mg/g)实施例2为147mT，4h磁改性沸石的吸附等温线如图2所示，为147mT，4h磁改性沸石的吸附等温线。称取40g4A沸石，将沸石放置在沸石容器内，将沸石容器放置在147mT的永磁场内改性4小时，改性结束后取出，放置在含有干燥剂的容器内待测。147mT，4h磁改性沸石的吸附等温线的实验：准备8个250mL锥形瓶，向锥形瓶加入100mg、200mg、300mg、400mg、500mg、600mg、700mg、经147mT，4h磁改性沸石；(2)用量筒量取100mL的氨氮溶液加入到锥形瓶中，放入气浴恒温震荡箱中，调节温度分别到25℃、35℃、45℃，转速为120r本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于吸附废水中氨氮的沸石，其特征在于，将沸石通过磁化改性得到磁改性沸石，所述磁化改性是指将沸石放置在磁感应强度为100-500mT的磁场中0.25h-5h。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于吸附废水中氨氮的沸石，其特征在于，将沸石通过磁化改性得到磁改性沸石，所述磁化改性是指将沸石放置在磁感应强度为100-500mT的磁场中0.25h-5h。


2.根据权利要求1所述的沸石，其特征在于，该沸石是将沸石放置在磁感应强度为147-440mT的磁场中0.5h-4h。


3.根据权利要求1或2所述的沸石，其特征在于，所述沸石是指4A沸石。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，池港，陆颖，蔡伟杰，祝佩茹，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32