【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及除磷材料领域，更具体地说，涉及一种锆基膨润土除磷材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、水体富营养化问题日益凸显，减少氮磷等营养素是防治水体富营养化切实可行的办法。由于藻类对磷元素更为敏感，控制磷的排放可以有效地限制藻类的生长，从而减缓水体富营养化的速度。因此，除磷是降低水体富营养化的重要手段之一。
2、目前，国内外常用的水体除磷方法主要有生物法、化学沉淀法和吸附法等，其中吸附法具有效果稳定、环境污染小、成本较低以及吸附材料可再生利用等特点。但是，吸附法所使用的材料通常含有镧元素，这可能存在环境风险，并且存在吸附容量较小等问题。
3、针对上述问题，本专利技术提供了一种锆基膨润土除磷材料。该除磷材料不仅具有吸附容量大、稳定性好等优点，而且该除磷材料的制备方法对环境友好，在水体除磷中具有很好的应用前景。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的第一目的在于提供一种锆基膨润土除磷材料及其制备方法，该除磷材料不仅可以降低水体中磷的含量，而且制备方法反应条件温和，对环境友好；本专利技术的第二目的在于提供一种锆基膨润土除磷材料的应用。
2、为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
3、一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，以膨润土为基质，对膨润土进行碱改性和酸改性得到改性膨润土基质，通过物理凝聚法将锆的金属氧化物修饰在改性膨润土基质上，制备成锆基膨润土除磷材料。
4、进一步的，所述膨润土的碱改性和酸改性
5、（a）碱改性：将膨润土和氢氧化钠粉末混合均匀后置于马弗炉中锻烧；煅烧后自然冷却，加入去离子水并充分搅拌、抽滤、洗涤、烘干后得到碱改性膨润土；
6、（b）酸改性：将步骤（a）得到的碱改性膨润土分散于盐酸溶液中，水浴震荡；停止反应后离心、洗涤至检测不到氯离子，随后烘干、研磨、过筛得到改性膨润土基质。
7、进一步的，所述步骤（a）中，膨润土和氢氧化钠粉末的重量比为0.5~3:1。
8、进一步的，步骤（a）中，马弗炉的煅烧温度为300~600 ℃，煅烧时间为1~6 h。
9、进一步的，所述步骤（a）中，所述抽滤洗涤的次数为2~6 遍，所述烘干至改性膨润土在烘干箱内恒重。
10、进一步的，所述步骤（b）中，盐酸的浓度为1~5 mol/l，碱改性膨润土的质量与盐酸的体积比为1:2~10，所述盐酸的体积单位为ml；所述碱改性膨润土的质量单位为g。
11、进一步的，所述水浴震荡的时间为1~5 h；烘干温度为80~120 ℃；所述过筛使用的筛网的孔径为50~500 目。
12、进一步的，所述物理凝聚法制备锆基膨润土水体除磷材料的具体操作如下所示：将含锆化合物溶于水制得锆溶液；将改性膨润土基质浸渍于锆溶液中，用磁力搅拌器搅拌、陈化、离心清洗、干燥后焙烧，焙烧后自然冷却并过筛制得锆基膨润土吸附材料。
13、进一步的，所述含锆化合物是指溶于水后能生成[zro]2+的化合物，为zrocl2·8h2o、zr(no3)4和zr(so4)2中的一种，所述锆溶液的摩尔浓度为0.10~0.50 mol/l。
14、进一步的，所述锆溶液的体积与改性膨润土基质的质量比为5~50:1，所述锆溶液的体积单位为ml；所述改性膨润土的质量单位为g。
15、进一步的，所述磁力搅拌器的搅拌时间为1~3 h，陈化时间为8~36 h。
16、进一步的，所述离心清洗的次数为2~5 次。
17、进一步的，所述焙烧的温度为60~200 ℃，焙烧的时间为1~5 h。
18、进一步的，对锆基膨润土吸附材料过筛使用的筛网的孔径为50~500 目。
19、本专利技术还提供了一种锆基膨润土除磷材料，由上述锆基膨润土除磷材料的制备方法制备得到。
20、本专利技术还提供了一种锆基膨润土除磷材料的应用，用于水体中含磷元素物质的去除。
21、进一步的，用于水体除磷时，锆基膨润土除磷材料的投加量浓度优选为0.02~2.00g/l。
22、进一步的，膨润土的改性过程如下所示：（a）碱改性：将膨润土和naoh混合均匀，在300~600 ℃的马弗炉中锻烧1~6 h，自然冷却后，重复抽滤洗涤2~6 遍，随后在真空干燥箱中干燥至恒重；（b）酸改性：将碱改性后膨润土浸没于30~150 ml、质量浓度为1~5 mol/l的盐酸中，水浴震荡1~5 h，随后离心、洗涤至检测不到氯离子，80~120 ℃下烘干研磨并过50~500 目筛备用。
23、进一步的，将含锆化合物溶于水，制备成0.10~0.50 mol/l的锆溶液备用；将酸碱改性后的膨润土浸渍于锆溶液中，用磁力搅拌器搅拌1~3 h，然后陈化8~36 h，离心清洗2~5次后干燥，并在60~200 ℃下焙烧1~5 h；自然冷却后过50~500 目筛制，得锆基膨润土吸附材料。
24、相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
25、本方案的反应条件温和；并且，使用该方法制备的锆基膨润土除磷材料对含磷物质的吸附容量大，对环境友好，能够广泛应用于水库、工业废水中含磷物质的去除和回收。
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1.一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：以膨润土为基质，对膨润土进行碱改性和酸改性得到改性膨润土基质，通过物理凝聚法将锆的金属氧化物修饰在改性膨润土基质上，制备成锆基膨润土除磷材料。
2.根据权利要求1所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于，所述膨润土的碱改性和酸改性的具体操作如下所示：
3.根据权利要求2所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（a）中，膨润土和氢氧化钠粉末的重量比为0.5~3:1。
4.根据权利要求2所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（b）中，盐酸的浓度为1~5 mol/L，碱改性膨润土的质量与盐酸的体积比为1:2~10。
5.根据权利要求1所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：所述物理凝聚法制备锆基膨润土水体除磷材料的具体操作如下所示：将含锆化合物溶于水制得锆溶液；将改性膨润土基质浸渍于锆溶液中，用磁力搅拌器搅拌、陈化、离心清洗、干燥后焙烧，焙烧后自然冷却并过筛得锆基膨润土吸附材料。
6.根据权利要求5所述的一种锆基膨
7.根据权利要求5所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：所述锆溶液的体积与改性膨润土基质的质量比为5~50:1。
8.一种锆基膨润土除磷材料，其特征在于：由权利要求1-7任意一项所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法制得。
9.根据权利要求8所述的一种锆基膨润土除磷材料的应用，其特征在于：用于水体中含磷元素物质的去除。
10.根据权利要求9所述的一种锆基膨润土除磷材料的应用，其特征在于：用于水体除磷时，锆基膨润土除磷材料的投加量浓度为0.02~2.00 g/L。
...【技术特征摘要】
1.一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：以膨润土为基质，对膨润土进行碱改性和酸改性得到改性膨润土基质，通过物理凝聚法将锆的金属氧化物修饰在改性膨润土基质上，制备成锆基膨润土除磷材料。
2.根据权利要求1所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于，所述膨润土的碱改性和酸改性的具体操作如下所示：
3.根据权利要求2所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（a）中，膨润土和氢氧化钠粉末的重量比为0.5~3:1。
4.根据权利要求2所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（b）中，盐酸的浓度为1~5 mol/l，碱改性膨润土的质量与盐酸的体积比为1:2~10。
5.根据权利要求1所述的一种锆基膨润土除磷材料的制备方法，其特征在于：所述物理凝聚法制备锆基膨润土水体除磷材料的具体操作如下所示：将含锆化合物溶于水制得锆溶液；将改性膨润土基质浸渍于锆溶液中，用磁力搅拌器...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵文亚，吴文良，杨江宇，尹凯，徐伟伟，任应能，杜明，严泽华，罗文利，阮浩华，
申请(专利权)人：浙江吉泰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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