CN110394160B - 球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于处理低浓度含S2‑污水材料制备领域，具体涉及一种可吸附于低浓度含S2‑污水的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法。本方法是将FeCl3溶液，十二烷基硫酸钠(SDS)溶液，纳米ZnO颗粒和NaOH溶液按一定比例混合后放入水热反应釜中反应，反应后将釜中沉淀物过滤、洗涤、烘干后得到的产品与海藻酸钠，粒径为60‑120目的沸石按一定比例混合，将固液混合物用滴管滴到一定浓度的氯化钙溶液中即可变为最终产品球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂。本发明优点是原料廉价易得，所制备的小球为红褐色、无毒无嗅、工艺过程简单，吸附后残渣易处理无二次污染。产品具有很好的吸附S2‑的性能，当水中S2‑浓度为1‑25mg/L时，产品的添加量为5g/L时，对S2‑去除率可达85%‑99%，可广泛应用于低浓度含S2‑污水处理领域。

Description

球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法
技术领域
本发明属于材料脱硫领域，具体涉及一种球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂脱除污水中S2-的功能材料。
背景技术
目前S2-在水中的危害较大属严格控制的，对S2-的去除方法较多，如吸收、吸附和生物法等；FeOOH大多用于去除水中的阳离子比如重金属铬，而没有去除阴离子硫离子的先例，就其去除阳离子的过程而言多是将FeOOH投放到水中去吸附阳离子，因此使使用后的FeOOH很难除去，因此研发的一种球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂，把此小球投入到污水中不但吸附了硫离子而且可以通过过滤沉积等方法把吸附后的小球除去。
中国专利201611204175.X
中国专利201910058063.5
中国专利201811258287.2
中国专利201610575646.1
中国专利201811428339.6
中国专利201810774038.2
发明内容
本发明是一种用于吸附低浓度S2-的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂材料，该方法原料廉价可得，制备的小球容易保存，吸附性能好，无二次污染，可广泛应用于环保领域。
为实现以上目的，本发明的制备方法以FeCl3，纳米ZnO，海藻酸钠为原料，其全部制备方法由如下步骤组成：
步骤一，配置0.8-1.3mol/L的FeCl3溶液，称取一定量的纳米ZnO，将纳米ZnO置于FeCl3溶液中，制成FeCl3和纳米ZnO混合液；
步骤二，将0.2mol/L的CH3(CH2)11OSO3Na溶液以2.5-6ml/min的速度滴加到步骤一所制的FeCl3和纳米ZnO混合液中，制备成FeCl3、纳米ZnO和CH3(CH2)11OSO3Na混合液，滴加过程溶液持续搅拌；
步骤三，将1.2mol/L的NaOH溶液滴加到持续搅拌的步骤二所制的FeCl3、纳米ZnO和CH3(CH2)11OSO3Na混合液中，有沉淀出现后，滴至混合溶液pH值为11.0时停止滴定，继续搅拌40-80min将带有沉淀的溶液转移到反应釜中，将反应釜置于110℃烘箱中，反应10.0-15.0h后冷却至室温取出；
步骤四，将反应釜中的固液混合物进行抽滤，洗涤，干燥12-20h，干燥温度为60℃，即得到FeOOH材料；
步骤五，配置质量分数为2％-5％的海藻酸钠粘结剂，按固液比为1:1:3(g：g：ml)将步骤四的到的粉末状FeOOH和粒径为60-120目沸石放到质量分数为2％-5％的海藻酸钠粘结剂中，进行充分的搅拌；
步骤六，配置质量分数为1％-3％的CaCl2溶液，将步骤五中搅拌好的FeOOH，粒径为60-120目的沸石和海藻酸钠固液混合物用滴管滴入到质量分数为1％-3％的CaCl2溶液中，凝固时间为10-30min，制备出直径为3-5mm的球形体，过滤取出小球放到冰箱中保存。
其中步骤一所述的制备方法FeCl3与纳米ZnO的物质的量比为4:1，纳米ZnO的粒径为40-50nm；
其中步骤二所述的制备方法，CH3(CH2)11OSO3Na溶液的滴加速度优先为2.5ml/min；
其中步骤三所述的制备方法，搅拌时间优先为50-60min，反应时间优先为12.0h；
其中步骤四所述的制备方法，干燥时间优先为16-18h；
其中步骤五所述的制备方法，海藻酸钠粘结剂的质量分数优先为2％-3％，沸石的粒径优先为80-100目；
其中步骤六所述的制备方法，CaCl2溶液的质量分数优先为1％-2％，凝固时间优先为15-25min。
本发明的优点如下：
原料廉价易得，所制备的小球为红褐色、无毒无嗅、工艺过程简单，吸附后残渣易处理无二次污染；产品具有很好的吸附S2-的性能，当水中S2-浓度为1-25mg/L时，产品的添加量为5g/L时，对S2-去除率可达85％-99％，可广泛应用于低浓度含S2-污水处理领域。
具体实施方式：
实施例1：
将16.20gFeCl3·6H2O和5.34gCH3(CH2)11OSO3Na分别溶于60ml的去离子水中，磁力搅拌器搅拌溶解，充分溶解后向FeCl3溶液中加入1.20g纳米ZnO混合均匀，把CH3(CH2)11OSO3Na溶液以3ml/min滴加到持续搅拌的FeCl3、纳米ZnO混合溶液中持续搅拌15min，将1.2mol/L的NaOH溶液滴加到持续搅拌的FeCl3、纳米ZnO和CH3(CH2)11OSO3Na混合液中，有沉淀出现后，滴至混合溶液pH值为11.0时停止滴定，继续搅拌60min将带有沉淀的溶液转移到反应釜中，将反应釜置于110℃的烘箱中，水热12h后冷却至室温取出。将反应釜中的沉淀物进行抽滤，洗涤，60℃干燥18h即得到FeOOH。把10g和10g粒径为60-80目的沸石和30ml2％的海藻酸钠溶液混合，用滴管取出滴到2％的CaCl2溶液中，凝固20min即可制备出直径为3-5mm的球形体。
取含S2-25mg/L的废水1L投放5g脱硫剂，吸附1h后，取水样进行检测可得S2-去除率为90.6％。
实施例2：
将16.20gFeCl3·6H2O和5.34gCH3(CH2)11OSO3Na分别溶于60ml的去离子水中，磁力搅拌器搅拌溶解，充分溶解后向FeCl3溶液中加入1.20g纳米ZnO混合均匀，把CH3(CH2)11OSO3Na溶液以3ml/min滴加到持续搅拌的FeCl3、纳米ZnO混合溶液中持续搅拌15min，将1.2mol/L的NaOH溶液滴加到持续搅拌的FeCl3、纳米ZnO和CH3(CH2)11OSO3Na混合液中，有沉淀出现后，滴至混合溶液pH值为11.0时停止滴定，继续搅拌60min将带有沉淀的溶液转移到反应釜中，将反应釜置于110℃的烘箱中，水热12h后冷却至室温取出。将反应釜中的沉淀物进行抽滤，洗涤，60℃干燥18h即得到FeOOH。把10g和10g粒径为60-80目的沸石和30ml2.5％的海藻酸钠溶液混合，用滴管取出滴到1.5％的CaCl2溶液中，凝固20min即可制备出直径为3-5mm的球形体。
取含S2-25mg/L的废水1L投放5g脱硫剂，吸附1h后，取水样进行检测可得S2-去除率为91.2％。

Claims (8)

1.一种用于吸附低浓度含S2-污水的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法，其特征在于其制备方法由如下步骤组成：
步骤一，配置0.8-1.3mol/L的FeCl3溶液，称取一定量的纳米ZnO，将纳米ZnO置于FeCl3溶液中，制成FeCl3和纳米ZnO混合液；
步骤二，将0.2mol/L的CH3(CH2)11OSO3Na溶液以2.5-6mL/min的速度滴加到步骤一所制的FeCl3和纳米ZnO混合液中，制备成FeCl3、纳米ZnO和CH3(CH2)11OSO3Na混合液，滴加过程溶液持续搅拌；
步骤三，将1.2mol/L的NaOH溶液滴加到持续搅拌的步骤二所制的FeCl3、纳米ZnO和CH3(CH2)11OSO3Na混合液中，有沉淀出现后，滴至混合溶液pH值为11.0时停止滴定，继续搅拌40-80min将带有沉淀的溶液转移到反应釜中，将反应釜置于110℃烘箱中，反应10.0-15.0h后冷却至室温取出；
步骤四，将反应釜中的固液混合物进行抽滤，洗涤，干燥12-20h，干燥温度为60℃，即得到FeOOH材料；
步骤五，配置质量分数为2%-5%的海藻酸钠粘结剂，按固液比为1g:1g:3mL将步骤四的到的粉末状FeOOH和粒径为60-120目沸石放到质量分数为2%-5%的海藻酸钠粘结剂中，进行充分的搅拌；
步骤六，配置质量分数为1%-3%的CaCl2溶液，将步骤五中搅拌好的FeOOH，粒径为60-120目的沸石和海藻酸钠固液混合物用滴管滴入到质量分数为1%-3%的CaCl2溶液中，凝固时间为10-30min，制备出直径为3-5mm的球形体，过滤取出小球放到冰箱中保存。
2.根据权利要求1中所述的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法，其特征在于步骤一中FeCl3与纳米ZnO的物质的量比为4:1，纳米ZnO的粒径为40-50nm。
3.根据权利要求1中所述的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法，其特征在于步骤二中0.2mol/L的CH3(CH2)11OSO3Na溶液的滴加速度为2.5mL/min。
4.根据权利要求1中所述的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法，其特征在于步骤三中搅拌时间为50-60min，反应时间为12.0h。
5.根据权利要求1中所述的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法，其特征在于步骤四中干燥时间为16-18h。
6.根据权利要求1中所述的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法，其特征在于步骤五中所配置的海藻酸钠粘结剂的质量分数为2%-3%，沸石的粒径为80-100目。
7.根据权利要求1中所述的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂的制备方法，其特征在于步骤六中CaCl2溶液的质量分数为1%-2%，凝固时间为15-25min。
8.根据权利要求1所述的制备方法制备得到的球状海藻酸钙@FeOOH脱硫剂应用于含S2-浓度为1-25mg/L的工业废水中。
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