CN101954272A - 一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂及其制备方法和应用 Download PDF

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房德仁
张慧敏
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Abstract

本发明涉及一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂及其制备方法和应用，所述碘吸附剂以活性炭为载体，所述活性炭通过浸渍于氧化剂水溶液中进行表面氧化处理，所述氧化剂为过氧化氢、硝酸、次氯酸或高锰酸钾；所述碘吸附剂用于吸附去除电解食盐水中的碘离子和碘化物。本发明的有益效果是：利用本发明的碘吸附剂，利用电解食盐水中的次氯酸离子氧化碘离子，然后再将其吸附于用氧化剂处理过的吸附剂上，其碘容量得到大幅度提高，可达500mg/g-cat.以上，并且吸附剂可以反复再生长期使用，方便易用，节约成本。

Description

一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种碘吸附剂，尤其涉及一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂及其制备方法和应用，属于化工分离技术领域。
背景技术
在氯碱工业所用盐水中存在微量的碘，由于其在离子膜内形成Na3H2IO6沉淀，使电解槽的电流效率下降，并且缩短离子交换膜的使用寿命。现在氯碱工业所用盐水中的I含量一般在1～2ppm(ppm)左右，需要降到0.1ppm以下才能保证离子膜的正常使用。
JP51148693公开了一种离子交换树脂吸附剂，可以有效的脱除盐水中的I-离子但对单质碘分子I2无效。EP 987221A1公开了一种氢氧化锆吸附剂，可以在酸性条件下将单质碘I2和碘离子I-吸附，在碱性条件下再生，但由于其呈现絮状，操作起来有一定难度。
因此发明设计一种操作简单，应用有效的碘吸附剂成为一种必要。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂及其制备方法和应用，以得一种操作简单，吸附有效的碘吸附剂。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂，所述碘吸附剂以活性炭为载体，其特征在于，所述活性炭通过浸渍于氧化剂水溶液中进行表面氧化处理。
所述氧化剂为过氧化氢、硝酸、次氯酸或高锰酸钾。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述氧化剂水溶液的浓度为10～50％。
进一步，所述活性炭为柱状或粒状的活性炭。
进一步，所述活性炭为椰壳活性炭、煤质活性炭或木质活性炭。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂的制备方法，将活性炭浸渍于氧化剂水溶液中，于20～100℃，氧化2～20小时，再将氧化的活性炭用大量清水洗涤，然后于20～100℃干燥5～20小时。
本发明解决上述技术问题的又一技术方案如下：一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂的应用：所述碘吸附剂用于吸附去除电解食盐水中的碘离子和碘化物。
进一步，所述吸附先通过电解食盐水中的次氯酸离子氧化电离子，然后再将其吸附，所述氧化反应具体如下式所示：
2I-+ClO-+H2O＝I2+Cl-+2OH-。
进一步，所述吸附的温度为20～40℃，液体空速≤3h-1。
进一步，所述电解食盐水中的次氯酸离子浓度小于三倍的碘离子浓度时，通过添加次氯酸钠、过氧化氢或臭氧，使其氧化剂浓度与碘离子浓度的比值大于三吸附去除碘离子和碘化物。
本发明所述吸附剂可再生，具体方法为：将吸附饱和以后的吸附剂，放入20-50℃亚硫酸钠或硫代硫酸钠水溶液中浸泡2～20小时，然后用清水多次洗涤吸附剂即可。
本发明的有益效果是：利用本发明的碘吸附剂，利用电解食盐水中的次氯酸离子氧化碘离子，然后再将其吸附于用氧化剂处理过的吸附剂上，其碘容量得到大幅度提高，可达500mg/g-cat.以上，并且吸附剂可以反复再生长期使用，方便易用，节约成本。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
称取100g粒状椰壳炭，放入1000mL 30％的硝酸水溶液中在30℃氧化加热处理20小时，取出活性炭，然后用大量清水洗涤至中性，在85℃干燥20小时，得到一种吸附剂A。
实施例2
称取100g柱状煤质活性炭，放入1000mL 50％的过氧化氢水溶液中在60℃加热处理10小时，取出活性炭，然后用大量清水洗涤至中性，在55℃干燥15小时，得到一种吸附剂B。
实施例3
称取柱状木质活性炭100g，放入1000mL 15％的次氯酸钠水溶液中在90℃加热处理5小时，取出活性炭，然后用大量清水洗涤至中性，在95℃干燥7小时，得到一种吸附剂C。
具体试验实施例
试验实施例1电解食盐水中碘的吸附
将上述实施例1-3制得的碘吸附剂用于电解食盐水中碘的吸附，吸附剂的活性测定采用自配的KI+ClO-+NaCl/H2O混合溶液作为反应原料，其中I-含量为10ppm，ClO-含量为50ppm，NaCl含量为310g/L；反应器为Φ20mm的硬质玻璃反应管，用原粒度脱碘剂做脱碘试验。吸附剂装量30mL，床层高95mm，床层高径比为4.7，反应温度为20℃，液体流量通过调节蠕动泵转速控制，液体空速控制在3h-1。反应后的溶液中的I-含量及原料溶液中的I-含量通过分光光度法检测。当脱碘后溶液后的碘含量超过0.1ppm时，即认为床层已经穿透，停止进料反应并卸出吸附剂，测定吸附剂上的吸碘量。具体试验结果如下表1所示。
表1实施例1-3制得的碘吸附剂用于电解食盐水中碘的吸附
Figure BSA00000310635900041
以上数据说明，本发明的吸附剂的碘吸附容量较大，有实用价值。
试验实施例2利用再生的碘吸附剂进行电解食盐水中碘的吸附
按照与试验例1相同的条件，测定新鲜吸附剂A的碘容量，然后用亚硫酸钠水溶液对废吸附剂进行再生，再次测定其碘吸附量，具体实验结果如下表2所示。
表2使用后的实施例1制得的碘吸附剂重复再生后用于电解食盐水中碘的吸附
Figure BSA00000310635900042
以上数据表明，随着使用次数的增加，吸附剂的碘容量没有发生变化，说明吸附剂可以反复再生使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于电解食盐水的微量碘吸附剂，所述碘吸附剂以活性炭为载体，其特征在于，所述活性炭通过浸渍于氧化剂水溶液中进行表面氧化处理，所述氧化剂为过氧化氢、硝酸、次氯酸或高锰酸钾。
2.根据权利要求1所述的用于电解食盐水的微量碘吸附剂，其特征在于，所述氧化剂水溶液的浓度为10～50％。
3.根据权利要求1或2所述的用于电解食盐水的微量碘吸附剂，其特征在于，所述活性炭为柱状或粒状的活性炭。
4.根据权利要求3所述的用于电解食盐水的微量碘吸附剂，其特征在于，所述活性炭为椰壳活性炭、煤质活性炭或木质活性炭。
5.根据权利要求1所述的用于电解食盐水的微量碘吸附剂的制备方法，其特征在于，将活性炭浸渍于氧化剂水溶液中，于20～100℃，氧化2～20小时，再将氧化的活性炭用大量清水洗涤，然后于20～100℃干燥5～20小时。
6.根据权利要求1所述的用于电解食盐水的微量碘吸附剂的应用，其特征在于，所述碘吸附剂用于吸附去除电解食盐水中的碘离子和碘化物。
7.根据权利要求6所述的用于电解食盐水的微量碘吸附剂的应用，其特征在于，所述吸附先通过电解食盐水中的次氯酸离子氧化碘离子，然后再将其吸附，所述氧化反应具体如下式所示：
2I-+ClO-+H2O＝I2+Cl-+2OH-。
8.根据权利要求6或7所述的用于电解食盐水的微量碘吸附剂的应用，其特征在于，所述吸附的温度为20～40℃，液体空速≤3h-1。
9.根据权利要求6或7所述的用于电解食盐水的微量碘吸附剂的应用，其特征在于，所述电解食盐水中的次氯酸离子浓度小于三倍的碘离子浓度时，通过添加次氯酸钠、过氧化氢或臭氧，使其氧化剂浓度与碘离子浓度的比值大于3吸附去除碘离子和碘化物。
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