CN103736446B - 一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法 - Google Patents
一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103736446B CN103736446B CN201410032370.3A CN201410032370A CN103736446B CN 103736446 B CN103736446 B CN 103736446B CN 201410032370 A CN201410032370 A CN 201410032370A CN 103736446 B CN103736446 B CN 103736446B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bentonite
- water treatment
- treatment agent
- preparation
- magnetic responsiveness
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及环保以及水处理领域，公开了一种磁响应性膨润土水处理剂的方法，步骤一、配制浓度为0.1～3.0mol／L的Fe2+或者Fe3+盐溶液100mL；步骤二、称取1～5g改性膨润土加入配置好的Fe2+或者Fe3+盐溶液之中，搅拌均匀，加入到高压釜中；步骤三、首先用N2置换釜内空气，然后，充入氢气或者一氧化碳，压力为1～15MPa，将温度升为400～800℃，反应时间为2～20h；步骤四、通过上述反应所得物用去离子水或者无水乙醇进行洗涤，使洗涤液pH=7～8，将所得物在温度40～100℃下恒温真空干燥；步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的铁零膨润土。该发明通过CO／H2作为还原剂，反应工艺简单，原料价廉易得，所生成的铁零负载膨润土水处理剂，工业化生产门槛低，易于工业化推广。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护领域，尤其涉及一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法。
背景技术
现代工业生产过程中会伴随产生较多的有机和无机污染产物，如氯代烃、多环芳烃、五价砷和六价铬等一些重金属离子。这些污染物难以处理，并且严重污染环境和威胁人体健康。如何有效和经济的处理这些污染物，一直是各国研究水处理的重点。
膨润土资源丰富、价格便宜，且具有良好的分散性、吸附性和离子交换，及比表面积大等特点，将膨润土运用在污水处理中，可大量吸附污物毒物。尤其对污水中的重金属离子、酚类、有机分子、聚合物、杀虫剂、放射性核和染料等均具有良好的净化处理作用，但直接利用天然膨润土难以有效发挥上述性能，需进行改良。零价铁(Fe°)由于其价格低廉、环境安全性高，且对卤代烃、卤代芳烃和有机氯农药以及一些有毒金属(如铬、硒、砷、锑等)有高的反应活性和处理效果，被认为是一种极具潜力的环境修复及污染控制材料。所以，将Fe°负载在膨润土上制备磁响应性膨润土，可充分发挥二者的协同效应，又可利用磁分离技术将该膨润土从悬浮液中快速分离回收。
目前，Fe°负载膨润土的有效方法报道较少，主要有物理混合法、强还原剂还原铁盐法等。绍兴文理学院在2008年7月4日所申请的专利《改性膨润土与零价铁水处理剂》(申请号200810062905.6，公开号101306863)《改性膨润土负载纳米铁水处理剂及其制备方法》(申请号200810062906.0，公开号101314496)中公开报道一种改性膨润土负载铁零水处理剂，将改性膨润土与铁零按照一定比例均匀混合后，制备改性膨润土负载铁零水处理剂。用于去除氯代有机污染物、重金属离子；Li-naShia等通过FeCl3·6H2O、膨润土配成无水乙醇水溶液，利用强还原剂硼氢化钠获得了一种膨润土负载铁零水处理剂，用于处理污水中的Cr(VI)取得了显著的效果。
(Synthesis，characterizationandkineticsofbentonitesupportednZVIfortheremovalofCr(VI)fromaqueoussolution)。
由此可见，现有的技术主要是通过物理混合Fe°和膨润土或者采用价格昂贵的强还原剂硼氢化钠或硼氢化钾还原铁盐制备Fe°膨润土，导致Fe°松散附着在膨润土上，使用过程中易于脱落，起不到二者的协同效应，或者使用价格昂贵的强还原剂，增加了生产成本，不利于工业推广。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明采用廉价易得还原剂CO/H2，与FeCl2·4H2O、FeSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、Fe2(SO4)3等Fe2+/Fe3+盐经过催化还原反应，制备出Fe°膨润土水处理剂。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
该种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其制作步骤为：
步骤一、配制浓度为0.1～3.0mol/L的Fe2+或者Fe3+盐溶液100mL；
步骤二、称取1～5g改性膨润土加入配置好的Fe2+或者Fe3+盐溶液之中，并且加入骨架镍催化剂，搅拌均匀，加入到高压釜中；
步骤三、首先用N2置换釜内空气，然后，充入氢气或者一氧化碳，调节压力为2～6MPa，将温度升为400～800℃，反应时间为2～6h；
步骤四、通过上述反应所得物用去离子水或者无水乙醇进行洗涤，pH＝7～8，将所得物在40～100℃下真空恒温干燥；
步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的铁零膨润土。
优选的，所述步骤一中Fe2+或者Fe3+盐溶液可以为FeCl2·4H2O溶液、FeSO4·7H2O溶液、FeCl3·6H2O溶液或Fe2(SO4)3溶液。
优选的，所述步骤二中改性膨润土可选择钠基膨润土、钙基膨润土、锂基膨润土。
优选的，所述步骤三中将温度升为450～650℃，反应时间为4～8h。
优选的，所述步骤四中用去离子水或者无水乙醇洗涤三次。
本发明的有益效果在于：现有技术中制备铁零膨润土的方法多是通过与铁屑物理混合或者强还原剂如硼氢化钠还原铁盐制得，存在铁零附着力不高或者生产成本较高的问题，本发明通过CO/H2作为还原剂，经过还原铁盐制备铁零膨润土，其结晶程度高，Fe°和膨润土附着牢固，反应工艺简单，原料来源方便易得，所生成的Fe°负载膨润土水处理剂，工业化生产门槛低，易于工业化推广。所获得的铁零膨润土可以用于水处理，比如污水、煤泥水、矿井水等等。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一，该种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其制作步骤为：
步骤一、配制浓度为0.5mol/L的FeCl2·4H2O溶液100ml；
步骤二、称取2g改性钠基膨润土加入配置好的FeCl2·4H2O溶液之中，搅拌均匀，加入到高压釜中；
步骤三、首先用N2置换釜内空气，充入氢气，压力为4MPa，将温度升为600℃，反应时间为8h；
步骤四、通过上述反应所得物用无水乙醇进行洗涤，使洗涤液pH＝7～8，将所得物在温度为40℃下恒温真空干燥；
步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的铁零膨润土。
实施例二，该种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其制作步骤为：
步骤一、配制浓度为2mol/L的FeSO4·7H2O溶液100mL；
步骤二、称取3g改性钙基膨润土加入配置好的FeSO4·7H2O溶液之中，搅拌均匀，加入到高压釜中；
步骤三、首先用N2置换釜内空气，充入一氧化碳，压力为15MPa，将温度升为400℃，反应时间为20h；
步骤四、通过上述反应所得物用无水乙醇进行洗涤，pH＝7～8，将所得物在温度为60℃下恒温真空干燥；
步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的的铁零膨润土。
实施例三，该种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其制作步骤为：
步骤一、配制浓度为3mol/L的Fe2(SO4)3溶液100mL；
步骤二、称取5g改性锂基膨润土加入配置好的Fe2(SO4)3溶液之中，搅拌均匀，加入到高压釜中；
步骤三、首先用N2置换釜内空气，充入氢气，压力为4MPa，将温度升为750℃，反应时间为18h；
步骤四、通过上述反应所得物用离子水进行三次洗涤，使得洗涤液pH＝7～8，将所得物在温度为40℃下恒温真空干燥；
步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的铁零膨润土。
实施例四，该种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其制作步骤为：
首先我们获得骨架镍，方法为：在5L以上的反应器中，加入50g含镍30～50％的镍铝合金和500mL蒸馏水，在不断搅拌下，加入固体的氢氧化钠(不需要冷却)。在开始加入氢氧化钠时，约有0.5～1mmin诱导期(此时，不反应)，然后反应会变得非常激烈。加入氢氧化钠的速度及数量以维持反应激烈沸腾而不溢出容器为度。当加入氢氧化钠达80g左右，继续加入而不再反应时，停止加碱。静止10min，再于70℃的水浴上保温30min.海绵状镍沉于瓶底。倾去上清液，在振摇下，用倾析法洗涤2～3次。然后用氢化时所用的溶剂洗2～3次。
其次，我们按照以下步骤：
步骤一、配制浓度为2.5mol/L的FeCl3·6H2O溶液100mL；
步骤二、称取4g改性钠基膨润土加入配置好的FeCl3·6H2O溶液之中，并且加入骨架镍，搅拌均匀，加入到高压釜中；
步骤三、首先用N2置换釜内空气，充入氢气，压力为2MPa，将温度升为500℃，反应时间为6h；
步骤四、通过上述反应所得物用无水乙醇进行洗涤，使洗涤液pH＝7～8，在温度为90℃的真空干燥箱中恒温干燥；
步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的的铁零膨润土。
实施例四中获得的铁零膨润土的步骤中，由于加入了催化剂骨架镍所以所需要反应的时间要短，提高了生产效率。
使用时，将上述两种实施例中获得的铁零膨润土加入到含有砷的废水里面，在吸附时间为45min，pH＝7时，常温下砷的去除率可达98％以上。如果加入到含苯酚的水中，吸附时间为60min的条件下，以30g/L的加入量来处理浓度为50mg/L的苯酚水溶液，苯酚最大去除率可达94.51％。同时，上述铁零膨润土还能很好的吸附废水中的其他杂质成分。
在外置磁场条件下，煤泥水沉降试验发现，沉降速度比现有技术可提高80％，水浊度可降低50％。
本发明所获得的铁零膨润土，可以应用在污水、煤泥水、矿井水等等领域中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其制作步骤为：
步骤一、配制浓度为0.1～3.0mol/L的Fe2+或者Fe3+盐溶液100mL；
步骤二、称取1～5g改性膨润土加入配置好的Fe2+或者Fe3+盐溶液之中，并且加入骨架镍催化剂，搅拌均匀，加入到高压釜中；
步骤三、首先用N2置换釜内空气，然后，充入氢气或者一氧化碳，调节压力至2～6MPa，将温度升至400～800℃，反应时间为2～6h；
步骤四、通过上述反应所得物用去离子水或者无水乙醇进行洗涤，至洗液pH＝7～8时，将所得物在40～100℃下真空恒温干燥；
步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的铁零膨润土。
2.如权利要求1所述的一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中Fe2+或者Fe3+盐溶液为FeCl2·4H2O溶液、FeSO4·7H2O溶液、FeCl3·6H2O溶液或Fe2(SO4)3溶液。
3.如权利要求1所述的一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中改性膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土或锂基膨润土。
4.如权利要求1所述的一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，将温度升至450～650℃，反应时间为4～6h。
5.如权利要求1所述的一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤四中用去离子水或者无水乙醇洗涤三次。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410032370.3A CN103736446B (zh) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410032370.3A CN103736446B (zh) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103736446A CN103736446A (zh) | 2014-04-23 |
| CN103736446B true CN103736446B (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=50493553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410032370.3A Active CN103736446B (zh) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103736446B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111151217B (zh) * | 2020-01-20 | 2022-06-17 | 太原理工大学 | 一种磁性煤矸石地质聚合物吸附剂制备方法 |
| CN113233570A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-10 | 北京工业大学 | 一种钠基膨润土负载零价铁的制备方法与处理复合污染地下水的应用 |
| CN115337903B (zh) * | 2022-07-22 | 2024-03-12 | 山西华新气体能源研究院有限公司 | 一种改性生物质制备多孔纳米碳吸附材料的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101306863A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-11-19 | 绍兴文理学院 | 改性膨润土与零价铁水处理剂 |
| CN101314496A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-12-03 | 绍兴文理学院 | 改性膨润土负载纳米铁水处理剂及其制备方法 |
| CN103086460A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-05-08 | 合肥工业大学 | 一种基于纳米铁的除磷方法 |
| CN103480332A (zh) * | 2013-09-13 | 2014-01-01 | 厦门建霖工业有限公司 | 纳米铁石墨烯复合净化材料及其制备方法与应用 |
-
2014
- 2014-01-24 CN CN201410032370.3A patent/CN103736446B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101306863A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-11-19 | 绍兴文理学院 | 改性膨润土与零价铁水处理剂 |
| CN101314496A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-12-03 | 绍兴文理学院 | 改性膨润土负载纳米铁水处理剂及其制备方法 |
| CN103086460A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-05-08 | 合肥工业大学 | 一种基于纳米铁的除磷方法 |
| CN103480332A (zh) * | 2013-09-13 | 2014-01-01 | 厦门建霖工业有限公司 | 纳米铁石墨烯复合净化材料及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103736446A (zh) | 2014-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Foroutan et al. | Cadmium ion removal from aqueous media using banana peel biochar/Fe3O4/ZIF-67 | |
| Jin et al. | Cu and Co nanoparticles co-doped MIL-101 as a novel adsorbent for efficient removal of tetracycline from aqueous solutions | |
| Wang et al. | Simultaneously efficient adsorption and photocatalytic degradation of tetracycline by Fe-based MOFs | |
| Chen et al. | Fe2O3/TiO2 functionalized biochar as a heterogeneous catalyst for dyes degradation in water under Fenton processes | |
| Fan et al. | Comparative and competitive adsorption of Pb (II) and Cu (II) using tetraethylenepentamine modified chitosan/CoFe2O4 particles | |
| Chen et al. | Enhanced removal of Co (II) and Ni (II) from high-salinity aqueous solution using reductive self-assembly of three-dimensional magnetic fungal hyphal/graphene oxide nanofibers | |
| Cui et al. | Removal of nitrate and phosphate by chitosan composited beads derived from crude oil refinery waste: Sorption and cost-benefit analysis | |
| Gupta et al. | Removal of chlorophenols from wastewater using red mud: an aluminum industry waste | |
| Kumar et al. | Fixed-bed column study for hexavalent chromium removal and recovery by short-chain polyaniline synthesized on jute fiber | |
| Jing et al. | Facile synthesis of recyclable 3D gelatin aerogel decorated with MIL-88B (Fe) for activation peroxydisulfate degradation of norfloxacin | |
| Liu et al. | Recycling Mg (OH) 2 nanoadsorbent during treating the low concentration of CrVI | |
| Yin et al. | Adsorption of phenols by magnetic polysulfone microcapsules containing tributyl phosphate | |
| Lou et al. | Selective adsorption of Re (VII) by chitosan modified with imidazolium-based ionic liquid | |
| Pi et al. | Synthesis of a novel magnetic nano-scale biosorbent using extracellular polymeric substances from Klebsiella sp. J1 for tetracycline adsorption | |
| Zhou et al. | Selective removal of phosphate from aqueous solution by MIL-101 (Fe)/bagasse composite prepared through bagasse size control | |
| CN101805037B (zh) | 一种磁性壳聚糖微粒去除水中腐殖酸类污染物的方法 | |
| CN103285837A (zh) | 对不同重金属离子具有高度选择性吸附材料的制备方法 | |
| Sun et al. | One-step preparation of lignin-based magnetic biochar as bifunctional material for the efficient removal of Cr (VI) and Congo red: Performance and practical application | |
| CN103736446B (zh) | 一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法 | |
| Shin et al. | Facilitated physisorption of ibuprofen on waste coffee residue biochars through simultaneous magnetization and activation in groundwater and lake water: Adsorption mechanisms and reusability | |
| Zheng et al. | Assembly of UiO-66 onto Co-doped Fe3O4 nanoparticles to activate peroxymonosulfate for efficient degradation of fenitrothion and simultaneous in-situ adsorption of released phosphate | |
| CN109126743B (zh) | 一种聚氨酯泡沫吸附材料的制备方法 | |
| Dong et al. | The efficacy and cytotoxicity of iron oxide-carbon black composites for liquid-phase toluene oxidation by persulfate | |
| Yang et al. | Tailored construction of β-cyclodextrin covalently-supported tannic acid polymer nanosponge towards highly selective lead recovery | |
| Huang et al. | Efficient and selective capture of uranium by polyethyleneimine-modified chitosan composite microspheres from radioactive nuclear waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ma Jianchao Inventor after: Ma Qingliang Inventor after: Zhang Jilong Inventor after: Xu Delong Inventor after: Xiao Yuqiang Inventor after: Qiao Chen Inventor after: Zhang Qingfang Inventor after: Wang Lingling Inventor before: Ma Jianchao Inventor before: Dong Xianshu Inventor before: Xu Delong Inventor before: Li Hongrui Inventor before: Li Chen Inventor before: Wang Lingling |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Zhang Longfei Document name: Notice of conformity |