CN102614840A - 一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 - Google Patents
一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102614840A CN102614840A CN2012101055958A CN201210105595A CN102614840A CN 102614840 A CN102614840 A CN 102614840A CN 2012101055958 A CN2012101055958 A CN 2012101055958A CN 201210105595 A CN201210105595 A CN 201210105595A CN 102614840 A CN102614840 A CN 102614840A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zro
- magnetic nano
- preparation
- surface modified
- shitosan
- 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
一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法,其制备方法在于:将磁性氧化锆,即Fe3O4ZrO2分散于0.7%~3.5%的十二烷基苯磺酸钠溶液中,在常温下反应得到经表面修饰改性的Fe3O4ZrO2。将该中间产物加入到0.1%壳聚糖的醋酸溶液中,在常温下搅拌混和1h,再经超声波处理15min后,静置,在外加磁场作用下,固液分离得到沉淀,经洗涤、真空干燥处理后得到磁性纳米Fe3O4ZrO2/CS复合微球吸附材料。该方法条件温和,操作简便,所制备的吸附材料粒径小,形貌整齐,磁性强,对含磷、氮水体表现出良好的吸附性能,在处理大体积含磷、氮废水方面有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及制备一种既可去除磷酸根离子,又可去除硝酸根离子的磁性纳米吸附材料,属于废水处理剂领域。
背景技术
水体中氮、磷含量过多,水质易富营养化,会导致有害海藻过量繁殖,危害环境安全。为此,世界各国都出台了严格限制水体中氮、磷含量的标准。硝酸根离子、磷酸根离子是水体中主要的氮、磷存在形式,开发高效、廉价、稳定的废水处理剂意义重大。
目前去除磷酸根和硝酸根的方法主要有:化学法、生物法和吸附法。化学法需向水体中添加化学试剂,如加入铁盐促使磷酸根沉淀、加入零价的Fe、Mg还原硝酸根离子等,这极易造成二次污染,并且难以彻底消除污染。生物法消除磷氮周期长,工艺流程复杂、运行操作严格,且消除效率受水温、pH值影响很大。吸附法以其运行管理方便、成本低廉等优点,已成为环境工程中广泛采用的磷酸根硝酸根离子去除技术。目前吸附法常用去除材料有粉煤灰、粘土等,如蒋丽等人研究发现粉煤灰陶粒材料对水体中磷酸根离子的最大吸附量可达0.8 mg /g(蒋丽等,环境科学学报, 2011,31(7):1413-1420);李小建等人利用环氧氯丙烷等对工业废渣糠醛渣进行改性,发现改性后的糠醛渣对硝酸根离子的最大吸附量约为16 mg /g(李小建等,环境科技,2011,24(2):20-24)。报道表明这些材料吸附量偏小,而且只能单独去除磷酸根或硝酸根。对于既能去除磷酸根又能去除硝酸根的吸附材料也有报道,如宁平等人制备的基于稀土的吸附剂可吸附去除水体中的磷酸根和硝酸根,对氮的吸附量为15-20 mg/g,对磷的吸附量为22-25 mg/g(昆明理工大学. 一种污水脱氮除磷稀土吸附剂的制备方法: 中国, CN 1803274A [P].2005- 12- 06);张爱勤等人制备的黏土基复合吸附剂可吸附去除水体中的磷酸根和硝酸根(中国科学院兰州化学物理研究所. 黏土基复合吸附剂及其制备方法:中国,CN 101455955A [P]. 2009-06-17)等,这些吸附剂吸附处理废水后,通常采取过滤、离心等常规分离手段,固液分离较复杂。
吸附剂对污染物是起富集而非降解作用,达到吸附饱和后如果不能快速彻底地从被处理液分离,会对被处理液造成二次污染。磁性吸附材料能迅速地在外加磁场的作用下被富集,从而得到有效分离和回收,并且操作简便。本发明涉及制备一种既可去除磷酸根又可去除硝酸根的磁性纳米吸附材料未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可去除水体中磷酸根和硝酸根的磁性纳米吸附剂的制备方法。
本发明采取如下手段:
(1)Fe3O4ZrO2分散于0.7%~3.5%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中,常温搅拌混和6 h,然后在外加磁场作用下固液沉淀分离,并经洗涤、真空干燥至恒重,得到表面修饰改性的Fe3O4ZrO2中间产物。
(2) 表面修饰改性的Fe3O4ZrO2中间产物加入到0.1%壳聚糖(CS)的醋酸溶中,Fe3O4ZrO2:CS = 1:1(质量比),通过搅拌、超声振荡处理后形成胶状体,再经静置、外加磁场作用,固液分离得到沉淀,再经洗涤、真空干燥处理,得到磁性纳米Fe3O4 ZrO2/CS复合微球吸附材料。
(3) 表面修饰改性后的Fe3O4ZrO2中间产物加入到0.1%壳聚糖(CS)的醋酸溶液中分散形成胶状体,搅拌时间应不少于1 h,超声波振荡时间应不少于15 min。
本发明的优点是:1.制备的吸附材料形貌好,为较规则球形的核壳纳米结构,粒径约为10~50 nm(如图1所示);2.吸附容量大(对PO4 3-的吸附量高达31mg/g,对NO3 -吸附量高达111mg/g,吸附等温线如图2、图3所示),因此少量的吸附材料就能去除大体积水体中的磷酸根和硝酸根,适用于大体积废水的深度处理;3.制备条件温和,工艺操作简便,并且吸附完毕后可借助外加磁场的作用,方便快捷地将吸附剂从被处理液分离和回收。
附图说明
图1为本发明产品Fe3O4ZrO2/CS磁性纳米复合材料的透射电镜(TEM)照片,为较规则球形的核壳纳米结构,粒径约为10~50 nm。
图2为本发明产品Fe3O4ZrO2/CS磁性纳米复合材料对磷酸根离子的吸附等温线,数据符合Langmuir公式。
图3为本发明产品Fe3O4ZrO2/CS磁性纳米复合材料为对硝酸根离子的吸附等温线,数据符合Langmuir公式。
具体实施方式
实施例1
在Fe3O4共存的条件下,以ZrOCl2为原料,在碱性条件下,可制得ZrO2包裹Fe3O4的磁性氧化锆材料,即Fe3O4ZrO2。
将2 g Fe3O4ZrO2分散于400 ml 0.7%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中,调节pH=4.0,室温下将混和液置于三颈瓶中搅拌6 h,搅拌完毕后在外加磁场作用下将固体沉淀分离、洗涤,并于60℃真空干燥至恒重,得到表面修饰改性的Fe3O4ZrO2,将表面修饰改性的Fe3O4ZrO2加入到0.1%壳聚糖(CS)的醋酸溶液中,表面修饰改性的Fe3O4 ZrO2:壳聚糖=1:1(质量比),将混和液置于三颈瓶于室温下搅拌1 h,然后再超声振荡15 min,形成分散的胶状体,静置,在外加磁场作用下将析出的固体分离、洗涤,60℃真空干燥,即得到磁性纳米Fe3O4 ZrO2/CS复合微球吸附材料。
实施例2
Fe3O4ZrO2的制备同实施例1。将2 g Fe3O4 ZrO2分散于400 ml 3.5%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中,调节pH=4.0,室温下将混和液置于三颈瓶中搅拌6 h,搅拌完毕后在外加磁场作用下将固体沉淀分离、洗涤,并于60℃真空干燥至恒重,得到表面修饰改性的Fe3O4 ZrO2,将表面修饰改性的Fe3O4ZrO2加入到0.1%壳聚糖(CS)的醋酸溶液中,表面修饰改性的Fe3O4 ZrO2:壳聚糖=1:1(质量比),将混和液置于三颈瓶于室温下搅拌2 h,然后再超声振荡30 min,形成分散的胶状体,静置,在外加磁场作用下将析出固体分离、洗涤,60℃真空干燥,即得到磁性纳米Fe3O4 ZrO2/CS复合微球吸附材料。
Claims (2)
1.一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料,其特征在于:
(1)Fe3O4ZrO2分散于0.7%~3.5%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中,室温搅拌混和6 h,然后在外加磁场作用下固液沉淀分离,并经洗涤、真空干燥至恒重,得到表面修饰改性的Fe3O4ZrO2中间产物;
(2)将表面修饰改性的Fe3O4ZrO2加入到0.1%壳聚糖(CS)的醋酸溶液中,表面修饰改性的Fe3O4 ZrO2:壳聚糖=1:1(质量比),通过搅拌、超声振荡处理后形成胶状体,再经静置、外加磁场作用,固液分离得到沉淀,再经洗涤、真空干燥处理,得到磁性纳米Fe3O4 ZrO2/CS复合微球吸附材料。
2.根据权利要求1所述的一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法,其特征在于:将表面修饰改性的Fe3O4ZrO2中间产物加入到0.1%壳聚糖(CS)的醋酸溶液中分散形成胶状体,搅拌时间应不少于1 h,超声波振荡时间应不少于15 min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201210105595 CN102614840B (zh) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | 一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201210105595 CN102614840B (zh) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | 一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102614840A true CN102614840A (zh) | 2012-08-01 |
CN102614840B CN102614840B (zh) | 2013-07-10 |
Family
ID=46555255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201210105595 Expired - Fee Related CN102614840B (zh) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | 一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102614840B (zh) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102814165A (zh) * | 2012-09-10 | 2012-12-12 | 南昌航空大学 | 一种提高壳聚糖抗酸性能的方法 |
CN102872815A (zh) * | 2012-08-28 | 2013-01-16 | 常州大学 | 一种去除水中亚硝酸根离子的复合吸附材料及其制备方法 |
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 |
CN103657601A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-26 | 中霖中科环境科技(安徽)股份有限公司 | 多孔壳聚糖的制备方法 |
CN104549132A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-29 | 常州大学 | 一种炭载铁纳米二氧化硅复合材料制备方法 |
CN105854783A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-17 | 兰州交通大学 | 脱氮除磷即时再生磁性滤料及其制备方法 |
CN108144592A (zh) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 香港科技大学 | 一种超顺磁性复合纳米颗粒及其制备方法、以及高效选择性回收磷酸盐的方法 |
CN108745419A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-11-06 | 大唐(北京)水务工程技术有限公司 | 一种催化臭氧氧化废水的催化剂及其制备方法 |
CN108993453A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-12-14 | 南京师范大学常州创新发展研究院 | 改性壳聚糖-金属氢氧化物复合球吸附剂及其制备方法和应用 |
CN109126733A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-04 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 一种用于吸附污染物的改性陶粒组合填料的制备方法 |
CN111644149A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-11 | 浙江恒美环保科技有限公司 | 复合改性功能型猪粪炭及其制备方法 |
CN117551016A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-13 | 苏州润邦半导体材料科技有限公司 | 一种利用磁性氧化锆吸附剂去除有机物中金属离子的方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60139396A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-24 | Showa Denko Kk | Bod含有水から燐および窒素を除去する方法 |
CN101811020A (zh) * | 2010-03-22 | 2010-08-25 | 南昌航空大学 | 饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法 |
CN102390879A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-03-28 | 南京大学 | 一种同时选择性去除二级生化出水中硝酸盐与磷酸盐的方法 |
-
2012
- 2012-04-12 CN CN 201210105595 patent/CN102614840B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60139396A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-24 | Showa Denko Kk | Bod含有水から燐および窒素を除去する方法 |
CN101811020A (zh) * | 2010-03-22 | 2010-08-25 | 南昌航空大学 | 饮用水高效除氟Fe3O4@ZrO(OH)2磁性纳米吸附材料的制备方法 |
CN102390879A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-03-28 | 南京大学 | 一种同时选择性去除二级生化出水中硝酸盐与磷酸盐的方法 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102872815A (zh) * | 2012-08-28 | 2013-01-16 | 常州大学 | 一种去除水中亚硝酸根离子的复合吸附材料及其制备方法 |
CN102814165A (zh) * | 2012-09-10 | 2012-12-12 | 南昌航空大学 | 一种提高壳聚糖抗酸性能的方法 |
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 |
CN103657601A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-26 | 中霖中科环境科技(安徽)股份有限公司 | 多孔壳聚糖的制备方法 |
CN104549132A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-29 | 常州大学 | 一种炭载铁纳米二氧化硅复合材料制备方法 |
CN105854783A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-17 | 兰州交通大学 | 脱氮除磷即时再生磁性滤料及其制备方法 |
CN108144592B (zh) * | 2016-12-02 | 2021-01-05 | 香港科技大学 | 一种超顺磁性复合纳米颗粒及其制备方法、以及高效选择性回收磷酸盐的方法 |
CN108144592A (zh) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 香港科技大学 | 一种超顺磁性复合纳米颗粒及其制备方法、以及高效选择性回收磷酸盐的方法 |
CN108745419A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-11-06 | 大唐(北京)水务工程技术有限公司 | 一种催化臭氧氧化废水的催化剂及其制备方法 |
CN108745419B (zh) * | 2018-07-24 | 2020-12-18 | 萍乡煤科环保科技有限公司 | 一种催化臭氧氧化废水的催化剂及其制备方法 |
CN108993453A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-12-14 | 南京师范大学常州创新发展研究院 | 改性壳聚糖-金属氢氧化物复合球吸附剂及其制备方法和应用 |
CN109126733A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-04 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 一种用于吸附污染物的改性陶粒组合填料的制备方法 |
CN109126733B (zh) * | 2018-09-29 | 2021-01-29 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 一种用于吸附污染物的改性陶粒组合填料的制备方法 |
CN111644149A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-11 | 浙江恒美环保科技有限公司 | 复合改性功能型猪粪炭及其制备方法 |
CN117551016A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-13 | 苏州润邦半导体材料科技有限公司 | 一种利用磁性氧化锆吸附剂去除有机物中金属离子的方法 |
CN117551016B (zh) * | 2024-01-11 | 2024-04-05 | 苏州润邦半导体材料科技有限公司 | 一种利用磁性氧化锆吸附剂去除有机物中金属离子的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102614840B (zh) | 2013-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102614840B (zh) | 一种高效去除磷酸根、硝酸根的磁性纳米材料的制备方法 | |
CN106000311A (zh) | 负载铁/锌纳米粒子的生物炭及其制备方法和应用 | |
CN104888704B (zh) | 桑杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂的制备方法 | |
Sanguanpak et al. | Porous metakaolin-based geopolymer granules for removal of ammonium in aqueous solution and anaerobically pretreated piggery wastewater | |
CN104525090A (zh) | 一种用于污水除磷的吸附剂及其制备方法 | |
CN102258981B (zh) | 磁性壳聚糖纳米微粒的制备及其处理重金属废水的方法 | |
CN104587956B (zh) | 一种以多层活性炭包覆氧化石墨烯复合粉体为载体的包裹型纳米零价铁的制备方法 | |
CN102553533A (zh) | 活性炭纤维负载金属的复合除磷吸附剂制备方法 | |
CN107867688A (zh) | 一种用于空气净化及污水处理的柚子皮活性炭的制备方法 | |
CN105688837A (zh) | 一种用于去除水中的镉和砷的纳米纤维膜及其制备方法 | |
CN111778035B (zh) | 一种土壤修复剂及其制备方法 | |
CN104226259A (zh) | 一种苏氨酸改性凹凸棒土吸附剂及其应用 | |
CN105727907A (zh) | 一种磁性柿单宁复合吸附材料及其制备方法 | |
CN113842883B (zh) | 一种环境修复用载镧铁碳纳米管薄膜材料及其制备方法与应用 | |
CN106669598A (zh) | 用于去除水中阴离子污染物的新型沸石吸附剂及制备方法 | |
CN109012565A (zh) | 一种掺氮的磁性碳材料吸附去除废水中重金属离子的方法 | |
CN110201628A (zh) | 一种可脱除高温烟气中重金属的掺杂氮化硼及其制备方法 | |
CN104971688B (zh) | 一种纳米磁性颗粒吸附剂的制备方法 | |
CN105597667A (zh) | 悬浮球型凹凸棒吸附剂的制备方法及其处理工业废水中重金属的应用 | |
CN104785217B (zh) | 一种粉煤灰/氧化石墨烯复合吸附材料的制备方法 | |
Ai et al. | Single-component and competitive adsorption of tetracycline and Zn (ii) on an NH 4 Cl-induced magnetic ultra-fine buckwheat peel powder biochar from water: studies on the kinetics, isotherms, and mechanism | |
CN109317110A (zh) | 一种海藻酸钠/蒙皂石复合凝胶材料的制备及其去除水中铜离子的应用 | |
CN109759024A (zh) | 一种基于植物纤维素的轻质吸附剂的制备方法 | |
CN105642368A (zh) | 一种改性TiO2/CNTs复合催化剂及其制备方法 | |
CN104907057B (zh) | 一种纺丝固定化羟基铁材料及其在水处理中的应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130710 Termination date: 20160412 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |