System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种腐殖酸/电气石复合材料及其制备方法与应用技术_技高网

一种腐殖酸/电气石复合材料及其制备方法与应用技术

技术编号:39939502 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-08 22:27
本发明专利技术提供了一种腐殖酸/电气石复合材料及其制备方法与应用。通过采用改进方法预处理腐殖酸,探究出腐殖酸质量与溶剂的体积最适比例范围,以保证腐殖酸的最大溶解与提纯;改进腐殖酸在电气石上的负载比例,使得电气石颗粒同腐殖酸的充分接触下,电气石与腐殖酸反应产生定向连生,腐殖酸连生附着于电气石颗粒表面,制备的复合材结构稳定。通过吸附、化学沉淀、离子交换作用,可大幅提高复杂酸性矿山废水中高浓度总铁离子的去除效率,30min内总铁离子的去除率可达98.5%;同时对Fe<supgt;2+</supgt;也有较好的去除效果,除该复合材料在吸附反应后具备一定黏性,固液分离效果好,解吸再生后可以回收重复利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地下水污染修复与治理,具体涉及一种腐殖酸/电气石复合材料及其制备方法与应用


技术介绍

1、酸性矿山废水重金属离子含量高,水量大且持续产生,其处置需要长期投资,如何长期有效、便捷且成本低廉处理矿山废水已成为迫在眉睫的环境问题。酸性矿山废水治理方法主要分为两大类:主动处理和被动处理。主动处理可以有效地使酸性矿山废水无害化,但运营成本高且不可持续;被动处理也有其自身的局限性:污染物去除效率相对较低,处理周期长,且不适用于大流量的废水。吸附技术因在操作和设计过程中具有的高度灵活性脱颖而出,并且该方法对废水中的毒性、生物利用度和重金属去除具有显著效果。如何找到新材料或者对其进行改性,进一步减少应用成本和提高吸附性能是研究人员面临的一个重大难题。

2、电气石具有永久的自发电极特性,可以产生电场,改变水分子团氢键网络体系的平衡状态,可应用在催化降解上。但是,电气石粉末颗粒的团聚性使其自身的优良性能无法得到充分发挥,因此,对电气石进行改性以提高电气石在复合材料中的相容性和分散性成为目前的研究热点。

3、腐殖酸是一种广泛存在自然界中的高分子有机体,其优点是对环境友好、成本低,且具有高表面积和表面能,能够与环境中的cu2+、cd2+、pb2+等重金属发生络合、氧化氧还原以及吸附作用。但是当腐殖酸用于废水处理,ph值大于2时,ha会溶解在水体中,造成新的水体污染,且做单一吸附剂时机械性能低,稳定性差。

4、学术论文《不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒修复铁锰污染地下水研究》公开了一种不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒的制备方法:将预处理后的ha溶于0.1mol/lnaoh中,然后按tm:ha=2:3的比例加入电气石粉(tm),将ph调整到6.0,接着将混合物放入30℃和150r/min的摇床中反应18h后收集沉淀,然后用蒸馏水洗涤,潮湿的固体材料在60~70℃的烘箱中干燥,研磨过筛后加入95℃糊化的醚化淀粉(1/10)混合后制成3~5mm粒径的吸附剂颗粒,在330℃的马弗炉中煅烧90min后形成不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒。该不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒对fe2+的去除率随着ph的增加迅速增加,而且在处理模拟地下水100ml ph6.5、fe2+含量25mg/l、mn2+含量10mg/l复合水样的最佳条件为:tm/ha投加量10g/l,ph 6,反应时间240min,温度35℃,转速150r/min,fe2+、mn2+的去除率分别为99.98%、99.65%。但该不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒的制备方法复杂,处理时间较长,也不能处理复杂环境(如酸性矿山废水等)的地下水。

5、因此,亟需提供一种工艺操作简单,成本低廉,能够高效去除酸性矿山废水中的总铁离子的方法。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足,提供一种腐殖酸/电气石复合材料及其制备方法与应用。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用了如下技术方案:

3、本专利技术的第一目的是提供一种腐殖酸/电气石复合材料的制备方法,包括以下具体步骤:

4、步骤s1,将腐殖酸溶于0.5~0.55mol/lnaoh溶液,然后用10~12mol/l盐酸调ph值至0.9~1.1,得到第一溶液,将第一溶液进行60~65℃水浴加热,冷却后离心、烘干,得到预处理腐殖酸;

5、步骤s2,将步骤s1得到的预处理腐殖酸溶于naoh溶液,然后按照电气石:腐殖酸质量比2:3~3:2的比例,加入电气石,再加入盐酸溶液,调ph值至5.5~6.5,于35~55℃恒温搅拌反应18~24h,待反应物冷却后进行离心、水洗、烘干,得到腐殖酸/电气石复合材料。

6、进一步的,步骤s1中,步骤s1中,所述腐殖酸与naoh溶液的质量体积比为1:(25~50)。

7、进一步的,所述电气石的化学式为nafe3b3al6si6o27(oh)3f。

8、进一步的,所述电气石的粒径不大于325目。

9、本专利技术的第二目的是提供采用上述方法制备得到的腐殖酸/电气石复合材料。

10、进一步的,所述腐殖酸/电气石复合材料呈灰色,且所述腐殖酸/电气石复合材料的颗粒之间表现出一定黏性。

11、本专利技术的第三目的是提供上述腐殖酸/电气石复合材料在酸性矿山废水处理中的应用。

12、进一步的,所述酸性矿山废水的ph小于3,所述酸性矿山废水中的总铁离子浓度不高于600mg/l。

13、本专利技术的第四目的是提供上述腐殖酸/电气石复合材料去除酸性矿山废水中铁离子的方法,向所述酸性矿山废水中投加所述腐殖酸/电气石复合材料,所述的腐殖酸/电气石复合材料投加量为4~12g/l。

14、本专利技术的第五目的是提供一种可渗透反应墙,其包含上述的腐殖酸/电气石复合材料。

15、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:

16、(1)本专利技术提供的腐殖酸/电气石复合材料及其制备方法与应用。通过采用改进方法预处理腐殖酸,探究出腐殖酸质量与溶剂的体积最适比例范围,以保证腐殖酸的最大溶解与提纯;改进腐殖酸在电气石上的负载比例,使得电气石颗粒同腐殖酸的充分接触下,电气石与腐殖酸反应产生定向连生,腐殖酸连生附着于电气石颗粒表面,制备的复合材结构稳定。通过吸附、化学沉淀、离子交换作用,可大幅提高复杂酸性矿山废水中高浓度总铁离子的去除效率,30min内总铁离子的去除率可达98.5%,而且该材料对fe2+有较好的去除效果,120min内可将浓度为200mg/l模拟废水中fe2+几乎全部去除;并且该复合材料在吸附反应后具备一定黏性,固液分离效果好,解吸再生后可以回收重复利用。

17、(2)本专利技术提供的制备方法简单,成本低,制备得到的腐殖酸/电气石复合材料使用方法简单,投加量少,铁离子去除效率高,具有较好的市场价值和应用前景。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种腐殖酸/电气石复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下具体步骤:

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述腐殖酸与NaOH溶液的质量体积比为1:(25~50)。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述电气石的化学式为NaFe3B3Al6Si6O27(OH)3F。

4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述电气石的粒径不大于325目。

5.一种采用如权利要求1-4中任一项所述的制备方法制得的腐殖酸/电气石复合材料。

6.如权利要求5所述的腐殖酸/电气石复合材料,其特征在于,所述腐殖酸/电气石复合材料呈灰色,且所述腐殖酸/电气石复合材料的颗粒之间表现出一定黏性。

7.一种如权利要求5-6中任一项所述的腐殖酸/电气石复合材料在酸性矿山废水处理中的应用。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述酸性矿山废水的pH小于3,所述酸性矿山废水中的总铁离子浓度不高于600mg/L。

9.一种采用如权利要求5-6中任一项所述的腐殖酸/电气石复合材料去除酸性矿山废水中铁离子的方法,其特征在于,向所述酸性矿山废水中投加所述腐殖酸/电气石复合材料,所述的腐殖酸/电气石复合材料投加量为4~12g/L。

10.一种可渗透反应墙,其特征在于,包含如权利要求5所述的腐殖酸/电气石复合材料。

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【技术特征摘要】

1.一种腐殖酸/电气石复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下具体步骤:

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述腐殖酸与naoh溶液的质量体积比为1:(25~50)。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述电气石的化学式为nafe3b3al6si6o27(oh)3f。

4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述电气石的粒径不大于325目。

5.一种采用如权利要求1-4中任一项所述的制备方法制得的腐殖酸/电气石复合材料。

6.如权利要求5所述的腐殖酸/电气石复合材料,其特征在于,所述腐殖酸/电气石复合材料呈灰色,且...

【专利技术属性】
技术研发人员:熊野涵鲍建国陈炳昌
申请(专利权)人:中国地质大学武汉
类型:发明
国别省市:

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