铁掺杂水钠锰矿改性方法、改性铁掺杂水钠锰矿及其应用技术

本发明专利技术涉及污水处理剂技术领域，尤其是涉及一种铁掺杂水钠锰矿改性方法、改性铁掺杂水钠锰矿及其应用。包括如下制备步骤：制备铁掺杂水钠锰矿；将制得的铁掺杂水钠锰矿压制成饼状，将过氧化氢滴加到饼状的铁掺杂水钠锰矿上，反应后,洗涤、抽滤，获得改性的铁掺杂水钠锰矿。本发明专利技术的目的在于提供一种铁掺杂水钠锰矿改性方法、改性铁掺杂水钠锰矿及其应用，通过铁掺杂水钠锰矿改性方法的提出以解决现有技术中存在的铁掺杂水钠锰矿催化剂对氨氮的氧化不具有选择性，其氧化产物为硝酸根离子，不能转换为氮气，使得水体带来新的污染物且总氮难以达到排放标准的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
铁掺杂水钠锰矿改性方法、改性铁掺杂水钠锰矿及其应用
本专利技术涉及污水处理剂
，尤其是涉及一种铁掺杂水钠锰矿改性方法、改性铁掺杂水钠锰矿及其应用。
技术介绍
随着社会不断发展，水污染问题已对国民经济及人民生活环境构成严重威胁。氨氮作为主要污染指标，氨氮含量超标，会造成水中溶解氧浓度降低，水体发黑发臭，水质降低，危害水生动物植物的生存，因此降低氨氮是保证水体质量好转的关键途径之一。催化氧化法是近年来发展较为迅速的一种新型高效的水处理技术，其主要是在含氧环境中，通过废水与催化剂表面的接触，常温常压条件下将污水中的氨氮催化氧化的方法，此方法氧化效率高，无需二次处理、使用方法且无二次污染，在经济与技术上具有明显竞争优势。催化氧化法脱氨的技术核心在于性能优异的催化剂，催化剂在保证活性高、稳定性好的同时，需要对氨氮具有良好的选择性氧化能力，保证其氧化产物为氮气。锰氧化物因其结构的多样性以及性能的特殊性而被广泛研究，其中，水钠锰矿型二氧化锰是一种由MnO6八面体基本单元组成的层状金属氧化物，具有优于其他晶型结构二氧化锰的催化活性，向水钠锰矿中掺杂铁，通过与八面体中三价锰离子发生类质同象替代，使得晶格参数发生微小变化而使其催化活性得到进一步提高。铁掺杂水钠锰矿因其活性高、稳定性好已成为一种极具发展潜能的催化材料，但是铁掺杂水钠锰矿催化剂对氨氮的氧化不具有选择性，其氧化产物为硝酸根离子，不能转换为氮气，使得水体带来新的污染物且总氮难以达到排放标准。因此，针对上述问题本专利技术急需提供一种铁掺杂水钠锰矿改性方法、改性铁掺杂水钠锰矿及其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铁掺杂水钠锰矿改性方法、改性铁掺杂水钠锰矿及其应用，通过铁掺杂水钠锰矿改性方法的提出以解决现有技术中存在的铁掺杂水钠锰矿催化剂对氨氮的氧化不具有选择性，其氧化产物为硝酸根离子，不能转换为氮气，使得水体带来新的污染物且总氮难以达到排放标准的技术问题。本专利技术提供的一种铁掺杂水钠锰矿改性方法，包括如下制备步骤：制备铁掺杂水钠锰矿；将制得的铁掺杂水钠锰矿压制成饼状，将过氧化氢滴加到饼状的铁掺杂水钠锰矿上，反应后、洗涤、抽滤，获得改性的铁掺杂水钠锰矿。优选地，铁掺杂水钠锰矿与过氧化氢的质量比为1-3:1。优选地，铁掺杂水钠锰矿与过氧化氢的质量比为3:1。优选地，过氧化氢的质量分数为30％。优选地，获得改性的铁掺杂水钠锰矿的粒径范围为300nm-900nm。优选地，逐滴将过氧化氢加入到饼状的铁掺杂水钠锰矿中并搅拌，滴加结束后，密封烧杯，静置20-60min，静置结束后，进行抽滤和洗涤，获得改性的铁掺杂水钠锰矿。优选地，逐滴将过氧化氢加入到饼状的铁掺杂水钠锰矿中并搅拌，滴加结束后，密封烧杯，静置50min。优选地，铁掺杂水钠锰矿的制备步骤包括：称取氯化锰、氯化亚铁，将氯化锰和氯化亚铁加入到去离子水中溶解，获得氯化锰和氯化亚铁混合溶液；采用盐酸调节氯化锰和氯化亚铁混合溶液的酸性，氯化锰和氯化亚铁混合溶液的pH值为2-3；向氯化锰和氯化亚铁混合溶液滴加0.5-2mol/L高锰酸钾溶液，其中高猛酸钾：氯化锰：氯化铁的摩尔比3:2:2；搅拌反应一定时间后，过滤洗涤，获得铁掺杂水钠锰矿。本专利技术还提供了一种基于如上述中任一项所述的铁掺杂水钠锰矿改性方法获得的改性铁掺杂水钠锰矿。本专利技术还提供了一种基于如上述所述的改性铁掺杂水钠锰矿的应用。本专利技术提供的一种铁掺杂水钠锰矿改性方法、改性铁掺杂水钠锰矿及其应用与现有技术相比具有以下进步：1、本专利技术提供的铁掺杂水钠锰矿改性方法，采用过氧化氢改性铁掺杂水钠锰矿，改性的铁掺杂水钠锰矿的表面具有丰富的氧物种，具有高效的催化氧化能力，稳定性强，无需添加任何化学药剂，仅通过曝气，即可实现将0-100mg/L的氨氮降解，操作便捷，能耗低，节约成本，在长期运行过程中，始终能够保持产水的稳定，没有出现性能的衰减。2、本专利技术提供的铁掺杂水钠锰矿改性方法，以过氧化氢为改性剂，对铁掺杂水钠锰矿进行改性，使得铁掺杂水钠锰矿表面活性氧物种及含量发生改变，用于污水处理中，改变氨氮氧化途径，氨氮氧化产物由硝酸根离子转化为亚硝酸根离子，在铁掺杂水钠锰矿存在的体系中，亚硝酸根离子进一步与铵根离子发生归中反应，实现氨氮向氮气的转化，整个过程无硝态氮与亚硝态氮的积累，绿色环保，无二次污染。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中所述铁掺杂水钠锰矿改性方法的步骤框图；图2为本专利技术所述的铁掺杂水钠锰矿和改性铁掺杂水钠锰矿的电镜扫描图。图3为本专利技术所述以北京翠湖市政污水处理厂水体为实验用水，研究进水、产水氨氮及总氮随着处理水量增加变化情况。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1所示，本专利技术提供了一种铁掺杂水钠锰矿改性方法，包括如下制备步骤：S101)制备铁掺杂水钠锰矿；S102)将制得的铁掺杂水钠锰矿压制成饼状，将过氧化氢滴加到饼状的铁掺杂水钠锰矿上，反应后、洗涤、抽滤，获得改性的铁掺杂水钠锰矿。具体地，铁掺杂水钠锰矿与过氧化氢的质量比为1-3:1。具体地，铁掺杂水钠锰矿与过氧化氢的质量比为3:1。具体地，过氧化氢的质量分数为30％。具体地，获得改性的铁掺杂水钠锰矿的粒径范围为300nm-900nm。具体地，逐滴将过氧化氢加入到饼状的铁掺杂水钠锰矿中并搅拌，滴加结束后，密封烧杯，静置20-60min，静置结束后，进行抽滤和洗涤，获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁掺杂水钠锰矿改性方法，其特征在于：包括如下制备步骤：/n制备铁掺杂水钠锰矿；/n将制得的铁掺杂水钠锰矿压制成饼状，将过氧化氢滴加到饼状的铁掺杂水钠锰矿上，反应后、洗涤、抽滤，获得改性的铁掺杂水钠锰矿。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁掺杂水钠锰矿改性方法，其特征在于：包括如下制备步骤：
制备铁掺杂水钠锰矿；
将制得的铁掺杂水钠锰矿压制成饼状，将过氧化氢滴加到饼状的铁掺杂水钠锰矿上，反应后、洗涤、抽滤，获得改性的铁掺杂水钠锰矿。


2.根据权利要求1所述的铁掺杂水钠锰矿改性方法，其特征在于：铁掺杂水钠锰矿与过氧化氢的质量比为1-3:1。


3.根据权利要求2所述的铁掺杂水钠锰矿改性方法，其特征在于：铁掺杂水钠锰矿与过氧化氢的质量比为3:1。


4.根据权利要求1所述的铁掺杂水钠锰矿改性方法，其特征在于：过氧化氢的质量分数为30％。


5.根据权利要求1所述的铁掺杂水钠锰矿改性方法，其特征在于：获得改性的铁掺杂水钠锰矿的粒径范围为300nm-900nm。


6.根据权利要求1所述的铁掺杂水钠锰矿改性方法，其特征在于：逐滴将过氧化氢加入到饼状的铁掺杂水钠锰矿中并搅拌，滴加结束后，密封烧杯，静置20-60mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锁定，孟佳意，莫恒亮，陈亦力，刘曼曼，张金星，许效锐，
申请(专利权)人：北京碧水源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11