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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硫酸盐去除,具体而言,涉及一种吸附剂的制备方法。
技术介绍
1、目前,矿井水处理领域中硫酸盐的去除主要依赖于离子交换技术,特别是采用对硫酸盐(so42-)有选择性吸附作用的树脂。这些树脂通常以高分子材料为基质,呈球形或颗粒状,其表面修饰有酸性或碱性官能团,可以固定并交换水中的阴离子或阳离子。这类树脂的再生过程仅需简单水洗,实现吸附物的分离与树脂的再次利用,且在使用固定床树脂填充的方式时,无需设置额外的返洗工序,从而减少了树脂的磨损和破碎,降低了硫酸盐吸附处理的复杂度。
2、然而,高性能的离子交换树脂由于其制备成本高昂,每吨售价可达数万元,这限制了其在大规模废水处理中的应用。为了解决这一问题,新技术如日本钟渊株式会社开发的new desulfation system(nds)工艺,通过利用氧化锆(zro2)对硫酸盐的强大亲和力,实现了从盐水中连续且有选择性地去除so42-。nds工艺的优点在于运行过程中不产生固体废物,运行成本低,无毒性,对金属阳极及离子交换膜无损害,且能精确控制水体中so42-的浓度,具有良好的耐氯性、低盐损失量和优良的过滤性能。
3、尽管nds工艺显示出了显著的优势,但氧化锆在水处理过程中容易流失,这需要在工艺流程中增加额外的固液分离设备,从而增加了运行成本和复杂度。此外,氧化锆的高成本和流失问题限制了其在大规模废水处理中的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种吸附剂的制备方法,以解决现有技术中的氧化锆在吸
2、为了实现上述目的,根据本专利技术的一个方面,提供了一种吸附剂的制备方法,包括:
3、获取第一原材料,第一原材料为银杏叶;
4、对第一原材料进行预处理,得到待处理原料;
5、热解待处理原料,得到热解产物;
6、打磨热解产物,以得到打磨产物;
7、获取第二原材料,对第二原材料进行超声处理、与碱溶液发生沉淀并搅拌,得到混合液,将混合液与打磨产物通入至水热反应釜中进行水热反应,得到水热反应产物,对水热反应产物进行后处理,得到吸附剂,吸附剂为zrfe-bc;
8、其中,第二原材料为zrocl2·8h2o、fecl3与生物炭,zrocl2·8h2o:fecl3与为7:3。
9、进一步地,热解待处理原料的步骤包括:
10、在预设温度下热解第一原材料设定时间,以得到热解产物;
11、其中,预设温度为700℃,设定时间为6h。
12、进一步地,打磨热解产物的步骤包括:
13、控制高能球磨机的转速为300rmp,球磨时间为2h;
14、将热解产物加入至高能球磨机中进行球磨,以得到打磨产物。
15、进一步地,对第二原材料进行超声处理的步骤包括:
16、将第二原材料加入至超声波清洗设备中;
17、向超声波清洗设备中加入去离子水,并超声处理30min。
18、进一步地,与碱溶液发生沉淀并搅拌,得到混合液的步骤包括:
19、将经超声处理之后的第二原材料、3mol/l的碱溶液加入至烧杯中,使经超声处理之后的第二原材料,与碱溶液发生化学反应,以得到反应产物;
20、在300rmp的转速下对反应产物搅拌60min,得到混合液;
21、其中,碱溶液为3mol/l的氢氧化钠溶液。
22、进一步地,将混合液与打磨产物通入至水热反应釜中进行水热反应,得到水热反应产物的步
23、骤包括:
24、将混合液与打磨产物通入至水热反应釜中;
25、控制水热温度为125℃,水热反应时间为12h,以得到水热反应产物。
26、进一步地,对水热产物进行后处理,得到吸附剂的步骤包括:
27、对水热反应产物进行离心过滤,得到离心过滤产物;
28、使用去离子水对离心过滤产物进行清洗,得到清洗产物;
29、对清洗产物进行干燥得到吸附剂;
30、其中,对水热反应产物进行离心过滤时的转速为4000rmp。
31、进一步地,使用去离子水对离心过滤产物进行清洗的次数为3次。
32、进一步地,对清洗产物进行干燥的温度为80℃;和/或,
33、对清洗产物进行干燥的环境为真空环境;和/或,
34、对清洗产物的干燥时间为24h。
35、应用本专利技术的技术方案,银杏叶是一种易得、免费的生物质材料,对其进行水洗和酸洗预处理,有效去除了表面杂质,提高了后续处理的效率和吸附剂的纯净度,预处理的银杏叶经过高温热解,转化为具有高比表面积的生物炭,再通过球磨处理,进一步增加了材料的表面积,提高了吸附性能。通过控制zrocl2·8h2o与fecl3的质量比为7:3,采用超声处理和沉淀反应,使氧化锆和氧化铁均匀负载于生物炭表面,增强了吸附剂对硫酸根的选择性吸附能力。将负载有氧化锆和氧化铁的生物炭与特定的混合液在水热反应釜中进行反应,形成了稳定的复合结构。经过离心、清洗和干燥的后处理,得到了高稳定性和高吸附能力的zrfe-bc吸附剂。
36、据实验结果表明,zrfe-bc吸附剂不仅对硫酸根离子具有优异的去除效果,其去除率在初次使用时达到了93.16%,显著高于传统吸附材料。更重要的是,该吸附剂具有良好的再生性能,即使经过4次吸附-再生循环,其去除硫酸根离子的效率仍保持在78.05%,显示出强大的重复利用能力,极大地降低了废水处理的成本。此外,zrfe-bc吸附剂还具有对多种阴离子(如po4^3-)的去除效果,这表明其在复杂水体处理中具有广泛的应用潜力。
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1.一种吸附剂的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述对所述第一原材料进行预处理的步骤,包括:
3.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述热解所述待处理原料的步骤包括:
4.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述打磨所述热解产物的步骤包括:
5.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述对所述第二原材料进行超声处理的步骤包括:
6.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述与碱溶液发生沉淀并搅拌,得到所述混合液的步骤包括:
7.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述将所述混合液与所述打磨产物通入至水热反应釜中进行水热反应,得到水热反应产物的步骤包括:
8.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述对所述水热反应产物进行后处理,得到吸附剂的步骤包括:
9.根据权利要求8所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,
10.根据权利要求8所述的吸附剂的制备
...【技术特征摘要】
1.一种吸附剂的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述对所述第一原材料进行预处理的步骤,包括:
3.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述热解所述待处理原料的步骤包括:
4.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述打磨所述热解产物的步骤包括:
5.根据权利要求1所述的吸附剂的制备方法,其特征在于,所述对所述第二原材料进行超声处理的步骤包括:
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:毕芮铭,胡国建,张新贤,王雪涛,
申请(专利权)人:国家能源集团新疆能源有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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