CN109603763B - 一种吸附废水中砷的复合材料 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种吸附废水中砷的复合材料，属于污水处理技术领域。该吸附废水中砷的复合材料包括重量比为1:2‑8的改性纳米蒙脱土和改性硅藻土；所述改性纳米蒙脱土是将纳米蒙脱土经有机铵盐插层剂改性；所述改性硅藻土为将硅藻土经过可溶性铁盐、钕盐和锰盐改性制得。该复合材料吸附砷的吸附率高，使用少量的复合材料能够得到较好的吸附砷的效果，且易从水中分离。

Description

一种吸附废水中砷的复合材料
技术领域
本申请涉及一种吸附废水中砷的复合材料，属于工业废水处理技术领域。
背景技术
砷元素对人体和环境的危害引起了世界各国的重视。数十年来，各国家或组织对饮用水中的砷含量提出了相应标准，国内的多数企业工业生产中的废水都远高于我国的砷的标准50μg/L的最大限值，如何将废水中砷含量降至达标，保障人类健康，成为全球普遍关注的热点。
国内外诸多研究表明，活性污泥对重金属离子吸附能力较强，能大量吸附水体中的金属离子，尤其是重金属离子与活性污泥的络合更为稳定。活性污泥法处理含砷废水较传统处理方法，无论在处理成本上，还是工程化方面都有着突出优势。目前由于其吸附能力受限，主要还是应用于低浓度含砷废水的处理。未来在活性污泥法理论研究方面有待进一步完善，期望尽早实现工业含砷废水的处理。
发明内容
本申请所要解决的技术问题，提供一种吸附废水中砷的复合材料，该复合材料吸附砷的吸附率高，使用少量的复合材料能够得到较好的吸附砷的效果，且易从水中分离。
为实现上述目的，本申请所要解决的技术方案为：
提供了一种吸附废水中砷的复合材料，所述复合材料包括重量比为1:2-8的改性纳米蒙脱土和改性硅藻土；
所述改性纳米蒙脱土是将纳米蒙脱土经有机铵盐插层剂改性；
所述改性硅藻土为将硅藻土经过可溶性铁盐、钕盐和锰盐改性制得。
可选地，所述纳米蒙脱土为钠基蒙脱土。
可选地，所述有机铵盐插层剂选自十二烷基二甲基苯基溴化铵、十四烷基二甲基苯基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
可选地，所述有机铵盐插层剂为摩尔比为1:3-7的十二烷基二甲基苯基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵。
可选地，所述铁盐、钕盐和锰盐的摩尔比为1:0.05-0.2:0.3-0.7。
可选地，所述铁盐为氯化铁或硫酸铁，所述钕盐为氯化钕，所述锰盐为氯化锰。
可选地，复合材料包括重量比为1:5的改性纳米蒙脱土和改性硅藻土。
可选地，所述复合材料的制备包括经过150-220℃的煅烧处理的步骤。
根据本申请的另一方面，提供了一种复合材料在吸附废水中砷的应用，所述的复合材料选自上述任一所述的复合材料。
可选地，所复合材料用于吸附废水中砷的废水的pH值为8-12。
本申请的有益效果包括但不限于：
本申请的吸附废水中砷的复合材料可高效去除废水中的砷元素，该复合材料吸附砷的吸附率高，使用少量的复合材料能够得到较好的吸附砷的效果，且易从水中分离，并且可去除废水中的其它重金属元素。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的涉及的原料等均通过商业途径购买。
实施例1复合材料1#的制备
改性纳米蒙脱土1#的制备：配置100ml的0.05g/mL十二烷基二甲基苯基溴化铵和0.25g/mL十六烷基三甲基溴化铵的水溶液，与10mL的10wt％钠基蒙脱土分散水溶液混合搅拌，反应的温度为80℃，搅拌的时间为2h，过滤，洗涤，干燥即制得改性纳米蒙脱土1#。
改性硅藻土1#的制备：将10g硅藻土与浓度为0.2mol/L的氯化铁、0.02mol/L的氯化钕和0.1mol/L的氯化锰100mL水溶液在70℃下混合搅拌1h，离心分离，干燥制得改性硅藻土1#。
称取1g改性纳米蒙脱土1#和5g改性硅藻土1#混合、研磨、过筛，制得复合材料1#。
实施例2复合材料2#的制备
复合材料2#与复合材料1#的制备方法不同之处在于，复合材料2#进一步包括对复合材料1#的煅烧步骤，将复合材料1#在180℃下煅烧1h,即制得复合材料2#。
实施例3复合材料3#的制备
复合材料3#与复合材料1#的制备方法不同之处在于：
改性纳米蒙脱土2#的制备：配置100ml的0.3g/mL十二烷基二甲基苯基溴化铵的水溶液，与10mL的10wt％钠基蒙脱土分散水溶液混合搅拌，反应的温度为80℃，搅拌的时间为2h，过滤，洗涤，干燥即制得改性纳米蒙脱土2#。
称取1g改性纳米蒙脱土2#和5g改性硅藻土1#混合、研磨、过筛，制得复合材料3#。
对比例1对比复合材料D1#的制备
对比复合材料D1#与复合材料1#的制备方法不同之处在于：
改性硅藻土D1#的制备：将10g硅藻土与浓度为0.3mol/L的氯化铁、0.07mol/L的氯化钕和0.3mol/L的氯化锰100mL水溶液在70℃下混合搅拌1h，离心分离，干燥制得改性硅藻土1#。
称取1g改性纳米蒙脱土1#和5g改性硅藻土D1#混合、研磨、过筛，制得复合材料D1#。
对比例2对比复合材料D2#的制备
对比复合材料D2#与复合材料1#的制备方法不同之处在于：
称取1g改性纳米蒙脱土1#和10g改性硅藻土1#混合、研磨、过筛，制得复合材料4#。
实施例4复合材料1#-3#、对比复合材料D1#、D2#
分别取含砷100mg/L的废水、镉100mg/L的废水，并将废水的pH值调整为9-10。分别取前述待处理的废水5份，每份1L。分别使用实施例1-3和对比例1-2的制备的复合材料1#-3#和对比复合材料D1#-D2#1g对上述废水进行处理，处理过程中要不断的进行搅拌，在常温下处理1h。分别测试复合材料1-3#和对比复合材料D1-2#的处理后的废水中的砷、镉元素的去除率，结果如表1所示。
表1
组别 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
砷去除率(％) 99.0 99.7 98.2 90.6 91.2
镉去除率(％) 70.4 72.6 71.9 70.7 71.3
从表1可知，复合材料1#-3#处理后的废水中的砷去除率大于98.0％，本申请的吸附废水中砷的复合材料对重金属砷的吸附率高；对比例1-2制备的对比复合材料对废水中的镉的吸附率相对较差。复合材料1#-3#和对比复合材料D1#-D2#对废水中的镉具有一定的去除作用。
上述对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请保护范围的限制，所述领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的任何修改或变形仍在本申请的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种吸附废水中砷的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括重量比为1:2-8的改性纳米蒙脱土和改性硅藻土；
所述改性纳米蒙脱土是将纳米蒙脱土经有机铵盐插层剂改性，所述有机铵盐插层剂为摩尔比为1:3-7的十二烷基二甲基苯基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵；
所述改性硅藻土为将硅藻土经过可溶性铁盐、钕盐和锰盐改性制得，所述铁盐、钕盐和锰盐的摩尔比为1:0.05-0.2:0.3-0.7。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述纳米蒙脱土为钠基蒙脱土。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述铁盐为氯化铁或硫酸铁，所述钕盐为氯化钕，所述锰盐为氯化锰。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，复合材料包括重量比为1:5的改性纳米蒙脱土和改性硅藻土。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料的制备包括经过150-220℃的煅烧处理的步骤。
6.一种复合材料在吸附废水中砷的应用，其特征在于，所述的复合材料选自权利要求1-5中任一项所述的复合材料。
7.根据权利要求6所述的复合材料在吸附废水中砷的应用，其特征在于，所述复合材料用于吸附废水中砷的水的pH值为8-12。
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