鐵-鑭系合金吸附劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固體吸附劑組合物的制備方法。本發(fā)明所述的鐵-鑭系合金吸附劑的制備方法，包括：用去離子水分別配制濃度為0.2mol/L的氯化鐵和氯化鑭溶液，然后將氯化鐵溶液加入到氯化鑭溶液中，使鐵離子與鑭離子的摩爾比為0.05-0.08:1，混合均勻后置于恒溫水浴鍋中，于60℃下均勻攪拌2h；接著滴加2mol／L的NaOH溶液至溶液pH>10，然后用去離子水反復(fù)多次洗滌過濾，直至出水pH與清水pH基本一致；將沉淀物置于100℃干燥箱中干燥10h，取出后研磨即可。本發(fā)明具有較高的吸附水平，在實(shí)際處理中實(shí)用性較強(qiáng)。并且不用調(diào)節(jié)污水的pH，既簡化了操作過程又節(jié)省了處理成本。
【專利說明】鐵-鑭系合金吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體吸附劑組合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國大量湖泊已進(jìn)入嚴(yán)重富營養(yǎng)化狀態(tài)，磷元素是引起水體富營養(yǎng)化的主要控制因子，與此同時地球的天然磷資源有限。因此無論從環(huán)境保護(hù)還是資源的回收利用來看，從污水中去除和回收磷具有重大意義，吸附法除磷可兼顧上述兩個目的。吸附法除磷是利用吸附劑優(yōu)越的表面性能(如比表面積大、孔隙率高)和特殊的電化學(xué)性質(zhì)(如極性強(qiáng)、表面有極性基團(tuán)金屬離子)進(jìn)行吸附除磷。國內(nèi)外采用的吸附除磷材料主要有天然物質(zhì)、工業(yè)廢渣以及一些人工合成材料等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種能有效吸附水中磷的鐵-鑭系合金吸附劑的制備方法。
[0004]本發(fā)明所述的鐵-鑭系合金吸附劑的制備方法，包括:
用去離子水分別配制濃度為0.2 mol/L的氯化鐵和氯化鑭溶液,然后將氯化鐵溶液加入到氯化鑭溶液中，使鐵離子與鑭離子的摩爾比為0.05-0.08:1，混合均勻后置于恒溫水浴鍋中，于60°C下均勻攪拌2 h;接著滴加2 mo I / L的NaOH溶液至溶液pH>10，然后用去離子水反復(fù)多次洗滌過濾，直至出水PH與清水pH基本一致；將沉淀物置于100°C干燥箱中干燥10 h,取出后研磨即可。
[0005]使用時，將吸附劑加入到含磷的水中即可，不需調(diào)節(jié)水體的pH值。
[0006]污水中的磷主要以磷酸根形式存在。自然界水體的pH范圍主要在4.9之間。本發(fā)明制得的鐵-鑭系合金吸附劑在PH為4?7范圍內(nèi)對磷酸鹽有較大吸附量，pH為9時吸附量還可達(dá)到100.5 mg / L，仍顯示出較高的吸附水平，在實(shí)際處理中實(shí)用性較強(qiáng)。不用調(diào)節(jié)污水的PH，既簡化了操作過程又節(jié)省了處理成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是不同鐵鑭摩爾比對吸附量的影響圖。
[0008]圖2是不同pH對吸附量的影響圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例一
用去離子水分別配制濃度為0.2 mol/L的氯化鐵和氯化鑭溶液，取7只250 mL的燒杯，均加入100 mL 0.2 mo I / L的氯化鑭溶液，再向其中分別加入0、2、5、8、10、15、20 mL
0.2 mol / L的氯化鐵溶液，混合均勻后置于恒溫水浴鍋中，于60°C下均勻攪拌2 h，以2mo I / L NaOH溶液作為沉淀劑使之發(fā)生沉淀反應(yīng)，待溶液pH>10后停止滴加NaOH溶液。沉淀物用去離子水反復(fù)多次洗滌過濾，直至出水PH與清水pH基本一致。將沉淀物置于100°C干燥箱中干燥10 h，取出后充分研磨即可。
[0010]實(shí)施例二
用去離子水溶解KH2PO4配制成100 mg/L含磷標(biāo)準(zhǔn)溶液(以P計(jì))，并根據(jù)需要稀釋到不同的質(zhì)量濃度。采用密封振蕩平衡法進(jìn)行靜態(tài)吸附除磷實(shí)驗(yàn)。水溶液中的磷采用GB11893—1989鑰酸銨分光光度法測定。
[0011]1、不同鐵鑭摩爾比對吸附量的影響
分別稱取0.05 g實(shí)施例一制的吸附劑置于250 mL錐形瓶中，加入200 mL磷質(zhì)量濃度為50 mg / L的KH2PO4標(biāo)準(zhǔn)溶液。調(diào)節(jié)pH至6.0，于30°C下恒溫振蕩反應(yīng)42 h后用孔徑為0.45微米的濾膜過濾，測定溶液中磷的平衡質(zhì)量濃度。
[0012]吸附劑單位質(zhì)量的磷吸附量=[含磷水溶液的體積X (含磷水溶液的初始磷質(zhì)量濃度-除磷后濾出液的磷質(zhì)量濃度)]/吸附劑投加量。
[0013]結(jié)果如圖1所示。圖1表明，鐵-鑭系合金吸附劑的除磷效果顯著，絕大部分高于純的氧化鑭。鐵鑭物質(zhì)的量比對吸附量影響較大，其中當(dāng)鐵鑭摩爾比為0.08時吸附量最大。
[0014]2、不同pH對吸附量的影響
稱取0.05 g吸附劑(鐵鑭摩爾比為0.08)置于250 mL錐形瓶中，加入200 mL磷質(zhì)量濃度為 50 mg / L 的 KH2PO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液。調(diào)節(jié) pH 分別為 1.0、3.0、5.0、6.0、7.0、9.0、11.0 于30°C下恒溫振蕩反應(yīng)42 h，用孔徑為0.45微米的濾膜過濾。測定溶液中磷的平衡質(zhì)量濃度。
[0015]吸附劑單位質(zhì)量的磷吸附量=[含磷水溶液的體積X (含磷水溶液的初始磷質(zhì)量濃度-除磷后濾出液的磷質(zhì)量濃度)]/吸附劑投加量。
[0016]圖2表明:pH對吸附效果影響顯著。這是由于pH不僅能改變吸附劑表面的荷電特性，而且影響溶質(zhì)的離解狀況和溶解性，從而對吸附容量產(chǎn)生影響。pH為4?7時吸附量較大且較為穩(wěn)定，即偏酸性條件下吸附效果較好。隨PH升高，吸附效果明顯下降。吸附效果受PH影響一方面可能是由于吸附劑自身原因，一方面是水溶液中羥基作用的結(jié)果，羥基的解離造成吸附劑的表面荷電現(xiàn)象。溶液PH太低導(dǎo)致吸附劑部分溶解，致使除磷劑的有效質(zhì)量降低；溶液PH過高，則溶液中的氫氧根離子增加，而氫氧根離子與磷酸根離子均為陰離子，產(chǎn)生了吸附競爭，導(dǎo)致除磷劑對磷酸根離子的吸附量減少。當(dāng)pH為4?7時，吸附劑表面帶正電荷，與陰離子間有較強(qiáng)的親和力，對帶有負(fù)電荷的磷酸根產(chǎn)生吸引作用，因此吸附量增大。
[0017]因此，pH是影響除磷效果的一個重要因素，但本發(fā)明的吸附劑在較寬pH范圍內(nèi)保持較高的吸附容量，但酸性條件(pH為4?7)更有利于吸附反應(yīng)進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.鐵-鑭系合金吸附劑的制備方法，其特征在于包括: 用去離子水分別配制濃度為0.2 mol/L的氯化鐵和氯化鑭溶液,然后將氯化鐵溶液加入到氯化鑭溶液中，使鐵離子與鑭離子的摩爾比為0.05-0.08:1，混合均勻后置于恒溫水浴鍋中，于60°C下均勻攪拌2 h;接著滴加2 mo I / L的NaOH溶液至溶液pH>10，然后用去離子水反復(fù)多次洗滌過濾，直至出水PH與清水pH基本一致；將沉淀物置于100°C干燥箱中干燥10 h,取出后研磨即可。
【文檔編號】B01J20/02GK103657581SQ201310677563
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】李弘偉 申請人:西安鵬博金屬科技有限公司