CN101811020A - 饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法 - Google Patents
饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101811020A CN101811020A CN 201010129474 CN201010129474A CN101811020A CN 101811020 A CN101811020 A CN 101811020A CN 201010129474 CN201010129474 CN 201010129474 CN 201010129474 A CN201010129474 A CN 201010129474A CN 101811020 A CN101811020 A CN 101811020A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zro
- magnetic
- drinking water
- magnetic nano
- nano
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
一种饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法,(1)共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4微球;(2)将磁性纳米Fe3O4微球和去离子水加入反应容器,在机械搅拌的条件下,逐滴加入一定量的锆盐溶液之后,再逐滴加入的NaOH溶液,加热回流反应1-3h后利用外加磁场分离、洗涤,即可得磁性纳米Fe3O4@ZrO(OH)2复合微球。本发明的优点是:1、吸附容量大,适用于大体积饮用水的深度处理;2、去除速度快,纳米粒子吸附路径短;3、制作简单 在整个制备过程中不需要复杂的反应过程、特殊反应设备和苛刻的反应温度,操作简单易行,重现性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种水体去除氟的材料,尤其涉及一种饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法。
背景技术
氟广泛存在于地下水环境中,并主要源于天然地球化学过程中的岩石、矿物及土壤中氟的溶出与释放。我国生活饮用水卫生标准规定饮用水中氟化物的含量不能超过1.0mg/L。摄取过量的氟会损坏人体健康,因此,开发高效、廉价、稳定的吸附剂对于饮用水的深度除氟处理具有重要意义。目前,饮用水除氟的方法有吸附、混凝、电混凝、膜分离等。混凝沉降法和吸附法是研究和应用最多的两种除氟的方法。混凝沉降法将衍生出大量硫酸根或氯离子和污染,而且除氟工艺复杂。电混凝利用金属阳极电化学溶出的Al3+及其水解产物与氟发生混凝、絮凝、吸附、共沉降等作用,由于电化学产生的铝系絮体活性高,铝盐当量投量低于化学混凝,但运行成本仍偏高。吸附技术以其运行管理方便、成本低廉等优点而成为工程中最广泛采用的除氟技术。但现有除氟剂均有各自的缺点,不同程度的存在除氟效率低,吸附性能衰减快,容易引起二次污染等问题。因此,开发一种吸附容量高,分离速度快的绿色环保新型除氟剂迫在眉睫。磁性纳米材料通常具有三大优点:一是比表面积大,吸附容量大;二是磁性分离,简单方便;三是吸附路径短,平衡速度快。利用这些特点,可以将磁性纳米技术应用于污水处理中污染物的去除,既充分发挥纳米材料吸附容量高的优势,又可快速实现吸附剂与处理液的分离,从而大大提高去除效率。在磁性纳米四氧化三铁表面修饰一层氢氧化锆,水体中的氟离子与锆离子形成络合物沉降而除氟,兼具了吸附法和磁性分离的优点,可方便的应用于快速去除大体积饮用水中的氟离子。
发明内容
本发明的目的在于提供一种饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法,是针对水中的氟污染物,尤其是地下饮用水源中的氟离子提供一种高效的磁性纳米除氟吸附材料,该材料可快速高效去除大体积饮用水中的氟离子,处理过的水中的氟含量低于国家标准。
本发明是这样来实现的,其特征是方法步骤为:
(1)将铁盐和亚铁盐溶液按摩尔比为1.8~2.0∶1混合,并通氮气保护,在机械搅拌100~500rpm的条件下,逐滴加入NaOH溶液,反应1~3h后,利用外加磁场洗涤,即得磁性Fe3O4纳米粒子;
(2)将1~5g磁性Fe3O4纳米粒子分散于水溶液,接着在机械搅拌下逐滴加入含0.03~0.21mol锆盐溶液之后,再逐滴滴加稍过量的NaOH溶液,水浴温度为60~90℃,回流时间应为1~3h,以稳定形成的ZrO(OH)2薄膜,利用外加磁场分离和洗涤后,即得磁性Fe3O4@ZrO(OH)2复合纳米除氟材料,磁性Fe3O4@ZrO(OH)2复合纳米除氟材料中Fe3O4和ZrO(OH)2的质量比例为3∶5~20。
所述的锆盐为氧氯化锆、醋酸锆或硫酸锆等。
所述涂敷ZrO(OH)2薄膜,NaOH溶液滴加时间应为控制超过1h以上。
本发明的优点是:1、吸附容量大,对F-的吸附量可高达208.3mg/g,因此很少量的复合纳米除氟剂就能去除大体积含氟水体中的氟离子,适用于大体积饮用水的深度处理;2、去除速度快,纳米粒子吸附路径短,吸附平衡时间小于5min;除氟材料具有磁性,可方便的实现吸附剂和饮用水的分离;3、制作简单,在整个制备过程中不需要复杂的反应过程、特殊反应设备和苛刻的反应温度,操作简单易行,重现性好。
附图说明
图1为本发明磁性Fe3O4@ZrO(OH)2复合纳米除氟材料的TEM图。
图2为本发明制备的磁性Fe3O4@ZrO(OH)2复合纳米除氟材料对氟离子的吸附等温线。
具体实施方式
实施例1:
采用共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4微球和磁性纳米Fe3O4@ZrO(OH)2复合微球。称取27.000gFeCl3·6H2O和15.000g FeSO4·7H2O于三口烧瓶中混合,加入50mL去离子水,通氮气2-3min,在机械搅拌的条件下将其放入85℃的恒温水浴锅中,逐滴加入2mol/L的NaOH150mL,反应两小时后利用外加磁场洗涤,即得磁性Fe3O4微球。
称取3.000g制备好的磁性纳米Fe3O4微球和50mL去离子水加入三口烧瓶中,在机械搅拌的条件下将其放入85℃的恒温水浴锅中,先逐滴加入含22.810gZrOCl2·8H2O的溶液后,再逐滴加入2mol/L的NaOH溶液,直至溶液颜色由黑色变为深黄色为止,反应两小时后利用外加磁场分离、洗涤,即得磁性纳米Fe3O4与ZrO(OH)2质量比为3∶10的磁性纳米Fe3O4@ZrO(OH)2复合微球。如图1所示,得到磁性Fe3O4@ZrO(OH)2复合纳米除氟材料的TEM图。
实施例2:
称取3.000g上述实例制备好的磁性纳米Fe3O4微球和50mL去离子水加入三口烧瓶中,在机械搅拌的条件下将其放入85℃的恒温水浴锅中,先逐滴加入含11.405g ZrOCl2·8H2O的溶液后,再逐滴加入2mol/L的NaOH溶液,直至溶液颜色由黑色变为深黄色为止,反应1小时后利用外加磁场分离、洗涤,即得磁性纳米Fe3O4与ZrO(OH)2质量比为3∶5的磁性纳米Fe3O4@ZrO(OH)2复合微球。
实施例3:
称取3.000g实例1制备好的磁性纳米Fe3O4微球和50mL去离子水加入三口烧瓶中,在机械搅拌的条件下将其放入85℃的恒温水浴锅中的磁性纳米Fe3O4微球和50mL去离子水加入三口烧瓶中,在机械搅拌的条件下将其放入85℃的恒温水浴锅中,先逐滴加入含45.621g ZrOCl2·8H2O的溶液后,再逐滴加入2mol/L的NaOH溶液,直至溶液颜色由黑色变为深黄色为止,反应3小时后利用外加磁场分离、洗涤,即得磁性纳米Fe3O4与ZrO(OH)2质量比为3∶20的磁性纳米Fe3O4@ZrO(OH)2复合微球。
通过实施例1、2、3得到如图2所示的磁性Fe3O4@ZrO(OH)2复合纳米除氟材料对氟离子的吸附等温线,其中●为Fe3O4/ZrO(OH)2=3∶20,▲为Fe3O4/ZrO(OH)2=3∶10,■为Fe3O4/ZrO(OH)2=3∶5。
Claims (3)
1.一种饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法,其特征是方法步骤为:
(1)将铁盐和亚铁盐溶液按摩尔比为1.8~2.0∶1混合,并通氮气保护,在机械搅拌100~500rpm的条件下,逐滴加入NaOH溶液,反应1~3h后,利用外加磁场洗涤,即得磁性Fe3O4纳米粒子;
(2)将1~5g磁性Fe3O4纳米粒子分散于水溶液,接着在机械搅拌下逐滴加入含0.03~0.21mol锆盐溶液之后,再逐滴滴加稍过量的NaOH溶液,水浴温度为60~90℃,回流时间应为1~3h,以稳定形成的ZrO(OH)2薄膜,利用外加磁场分离和洗涤后,即得磁性Fe3O4@ZrO(OH)2复合纳米除氟材料,磁性Fe3O4@ZrO(OH)2复合纳米除氟材料中Fe3O4和ZrO(OH)2的质量比例为3∶5~20。
2.根据权利要求1所述的饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法,其特征是所述的锆盐为氧氯化锆、醋酸锆或硫酸锆。
3.根据权利要求1所述的饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法,其特征是所述形成的ZrO(OH)2薄膜,NaOH溶液滴加时间应为控制超过1h以上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010101294748A CN101811020B (zh) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | 饮用水高效除氟Fe3O4-ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010101294748A CN101811020B (zh) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | 饮用水高效除氟Fe3O4-ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101811020A true CN101811020A (zh) | 2010-08-25 |
CN101811020B CN101811020B (zh) | 2012-01-04 |
Family
ID=42618472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2010101294748A Expired - Fee Related CN101811020B (zh) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | 饮用水高效除氟Fe3O4-ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101811020B (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101966445A (zh) * | 2010-08-30 | 2011-02-09 | 南昌航空大学 | 一种同时去除砷和氟的基于磁性纳米复合材料及其应用方法 |
CN102513070A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-06-27 | 同济大学 | 一种磁性纳米复合材料的制备方法、由该方法制备的产品及其应用 |
CN102614840A (zh) * | 2012-04-12 | 2012-08-01 | 南昌航空大学 | 一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 |
CN102872790A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-16 | 中国地质大学(武汉) | 一种硫酸根吸附剂磁性纳米氢氧化锆及其制备方法 |
CN103435015A (zh) * | 2013-09-04 | 2013-12-11 | 河北工业大学 | 酸性矿井水提取硫酸(h2so4)的技术及装置 |
CN103601862A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 南昌航空大学 | 以大环多醚类烯烃作为功能单体表面聚合法制备磁性锂离子印迹微球的方法 |
CN103721687A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 华东理工大学 | 磁性聚硅氧烷金属离子吸附剂的制备方法 |
CN104148017A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-11-19 | 南昌航空大学 | 一种高吸附量高去除率的氟离子吸附剂及其制备方法 |
CN104148004A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-11-19 | 南昌航空大学 | 一种磁性氟离子吸附剂及其制备方法 |
CN105289459A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-02-03 | 武汉钢铁(集团)公司 | 氯离子吸附剂的制备方法 |
CN115920834A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-07 | 上海万狮环保科技有限公司 | 一种用于水净化的复合除氟剂及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56118734A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-17 | Takeda Chem Ind Ltd | Adsorbing agent |
WO2008021194A2 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | The University Of Houston System | Adsorbent composition for desulfuring a fluid, method and apparatus for its use |
CN101215035A (zh) * | 2007-12-28 | 2008-07-09 | 南京大学 | 一种负载锆氧化物的分子筛去除水中氟离子的方法 |
CN101428208A (zh) * | 2007-11-07 | 2009-05-13 | 郭华明 | 高效除氟吸附剂的制备和应用方法 |
-
2010
- 2010-03-22 CN CN2010101294748A patent/CN101811020B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56118734A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-17 | Takeda Chem Ind Ltd | Adsorbing agent |
WO2008021194A2 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | The University Of Houston System | Adsorbent composition for desulfuring a fluid, method and apparatus for its use |
CN101428208A (zh) * | 2007-11-07 | 2009-05-13 | 郭华明 | 高效除氟吸附剂的制备和应用方法 |
CN101215035A (zh) * | 2007-12-28 | 2008-07-09 | 南京大学 | 一种负载锆氧化物的分子筛去除水中氟离子的方法 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101966445A (zh) * | 2010-08-30 | 2011-02-09 | 南昌航空大学 | 一种同时去除砷和氟的基于磁性纳米复合材料及其应用方法 |
CN102513070A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-06-27 | 同济大学 | 一种磁性纳米复合材料的制备方法、由该方法制备的产品及其应用 |
CN102513070B (zh) * | 2011-12-08 | 2013-11-13 | 同济大学 | 一种磁性纳米复合材料的制备方法、由该方法制备的产品及其应用 |
CN102614840A (zh) * | 2012-04-12 | 2012-08-01 | 南昌航空大学 | 一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 |
CN102614840B (zh) * | 2012-04-12 | 2013-07-10 | 南昌航空大学 | 一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 |
CN102872790A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-16 | 中国地质大学(武汉) | 一种硫酸根吸附剂磁性纳米氢氧化锆及其制备方法 |
CN103721687A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 华东理工大学 | 磁性聚硅氧烷金属离子吸附剂的制备方法 |
CN103435015A (zh) * | 2013-09-04 | 2013-12-11 | 河北工业大学 | 酸性矿井水提取硫酸(h2so4)的技术及装置 |
CN103601862A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 南昌航空大学 | 以大环多醚类烯烃作为功能单体表面聚合法制备磁性锂离子印迹微球的方法 |
CN103601862B (zh) * | 2013-11-18 | 2016-01-13 | 南昌航空大学 | 以大环多醚类烯烃作为功能单体表面聚合法制备磁性锂离子印迹微球的方法 |
CN104148017A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-11-19 | 南昌航空大学 | 一种高吸附量高去除率的氟离子吸附剂及其制备方法 |
CN104148004A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-11-19 | 南昌航空大学 | 一种磁性氟离子吸附剂及其制备方法 |
CN104148004B (zh) * | 2014-09-01 | 2016-08-17 | 南昌航空大学 | 一种磁性氟离子吸附剂及其制备方法 |
CN104148017B (zh) * | 2014-09-01 | 2016-08-17 | 南昌航空大学 | 一种高吸附量高去除率的氟离子吸附剂及其制备方法 |
CN105289459A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-02-03 | 武汉钢铁(集团)公司 | 氯离子吸附剂的制备方法 |
CN115920834A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-07 | 上海万狮环保科技有限公司 | 一种用于水净化的复合除氟剂及其制备方法 |
CN115920834B (zh) * | 2022-12-27 | 2024-04-09 | 上海万狮环保科技有限公司 | 一种用于水净化的复合除氟剂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101811020B (zh) | 2012-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101811020B (zh) | 饮用水高效除氟Fe3O4-ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法 | |
CN102258980B (zh) | 硫化改性磁性壳聚糖的制备及其处理重金属废水的方法 | |
Chen et al. | Adsorption-induced crystallization of U-rich nanocrystals on nano-Mg (OH) 2 and the aqueous uranyl enrichment | |
CN103693789B (zh) | 一种重金属废水中重金属的资源化回收方法 | |
CN106215958A (zh) | 一种可循环利用的光催化材料的制备方法 | |
CN104190472B (zh) | 一种新型高效的多相Fenton催化剂Fe3O4@EDTA的制备及应用 | |
CN102600790A (zh) | 一种纳米水合氧化铈基除砷材料及其制备方法与除砷应用 | |
CN103962094B (zh) | 一种有序结构纳米γ-Al2O3化学修饰硅藻土吸附剂的制备方法 | |
CN104437539B (zh) | 一种磁性oms-2催化剂及其降解有机污染物的应用 | |
CN106334518B (zh) | 一种可回收的磁性磷吸附剂及其制备方法 | |
CN103626254B (zh) | 利用乳状液膜技术去除氰化废水中氰化物的方法 | |
CN103551113A (zh) | 一种稻壳基炭负载纳米四氧化三铁颗粒的制备方法及利用其处理含铅废水的方法 | |
CN105032356A (zh) | 一种基于刻蚀模板法制备的中空铁锰复合物材料及其应用 | |
CN104353406A (zh) | 一种双金属氢氧化物及其制备方法、磁性除磷吸附剂及其制备方法 | |
Kusrini et al. | Adsorption of lanthanide ions from an aqueous solution in multicomponent systems using activated carbon from banana peels (Musa paradisiaca L.) | |
CN105032341A (zh) | 用于处理含铯、锶、钴废水的无机材料及其制备方法 | |
Yang et al. | Interface-constrained layered double hydroxides for stable uranium capture in highly acidic industrial wastewater | |
CN105032375A (zh) | 一种磁性石墨基重金属吸附材料的制备方法 | |
CN104971688B (zh) | 一种纳米磁性颗粒吸附剂的制备方法 | |
CN102019165A (zh) | 一种复合金属氧化物除砷吸附剂及其制备方法 | |
CN103816903A (zh) | 铁基磁性纳米针铁矿的合成方法 | |
CN102674469B (zh) | 纳米磁性铁氧化物及其制备方法与应用 | |
CN102531094B (zh) | 含重金属离子或含磷的废水的处理方法 | |
CN103752262B (zh) | 一种磁性铀吸附剂的制备方法 | |
CN102930914A (zh) | 一种含铀放射性废液的处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120104 Termination date: 20130322 |