CN113318711A - 一种耦合除磷微球的制备方法及其产品 - Google Patents
一种耦合除磷微球的制备方法及其产品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113318711A CN113318711A CN202110691178.5A CN202110691178A CN113318711A CN 113318711 A CN113318711 A CN 113318711A CN 202110691178 A CN202110691178 A CN 202110691178A CN 113318711 A CN113318711 A CN 113318711A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microspheres
- water
- phosphorus removal
- preparation
- stirring
- 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.)
- Pending
Links
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 91
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 96
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 62
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 38
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 59
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 54
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 40
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 39
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 32
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 31
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 28
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 28
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 26
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims description 26
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims description 26
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 25
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 22
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 16
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 14
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 13
- HTKFORQRBXIQHD-UHFFFAOYSA-N allylthiourea Chemical compound NC(=S)NCC=C HTKFORQRBXIQHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2,2'-azo-bis-isobutyronitrile Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1,1,1-trifluorobutane Chemical compound FC(F)(F)CCCBr DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QLZHNIAADXEJJP-UHFFFAOYSA-N Phenylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)C1=CC=CC=C1 QLZHNIAADXEJJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Substances CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 10
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- FKSLYSSVKFYJKE-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylethanamine;methanol Chemical compound OC.CCN(CC)CC FKSLYSSVKFYJKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-NMQOAUCRSA-N 1,2-dideuteriooxyethane Chemical compound [2H]OCCO[2H] LYCAIKOWRPUZTN-NMQOAUCRSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002249 LaCl3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 8
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 8
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 4
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- -1 phosphate anion Chemical class 0.000 abstract description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000008239 natural water Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002352 surface water Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 12
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 12
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 12
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 6
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 5
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 5
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 5
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 3
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229940026189 antimony potassium tartrate Drugs 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSKKXNSTGHZSQB-UHFFFAOYSA-N azane;platinum(2+) Chemical compound N.[Pt+2] QSKKXNSTGHZSQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- WBTCZEPSIIFINA-MSFWTACDSA-J dipotassium;antimony(3+);(2r,3r)-2,3-dioxidobutanedioate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[K+].[K+].[Sb+3].[Sb+3].[O-]C(=O)[C@H]([O-])[C@@H]([O-])C([O-])=O.[O-]C(=O)[C@H]([O-])[C@@H]([O-])C([O-])=O WBTCZEPSIIFINA-MSFWTACDSA-J 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- AVTYONGGKAJVTE-OLXYHTOASA-L potassium L-tartrate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O AVTYONGGKAJVTE-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 239000001472 potassium tartrate Substances 0.000 description 1
- 229940111695 potassium tartrate Drugs 0.000 description 1
- 235000011005 potassium tartrates Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/268—Polymers created by use of a template, e.g. molecularly imprinted polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
- B01J20/28021—Hollow particles, e.g. hollow spheres, microspheres or cenospheres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3071—Washing or leaching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/10—Esters
- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
- C08F222/102—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种耦合除磷微球的制备方法,具体步骤包括将凹凸棒土、高岭土、膨润土用水分散,超声震荡、过滤,再加盐酸分散得混合粘土;再用La改性;和制备的磷酸根阴离子表面印迹聚合物混合后固化反应耦合得耦合除磷微球。本发明提供的耦合除磷微球制备方法,条件简单,原料简易可得。本发明制备的耦合除磷微球不仅在模拟水和自然水中的表现优异,在实地水体实验时,耦合除磷微球对污染溪水TP有明显的削减作用,尤其是投加量100mg/L时,经过17d,TP由最初的1.28mg/L降低至0.266mg/L,低于地表水V类TP阈值。
Description
技术领域
本发明属于水处理的技术领域,涉及一种耦合除磷微球的制备方法及其产品。
背景技术
随着各个国家经济想要经济快速发展,大量的生活污水,工厂区废水、垃圾等未经处理直接排入水体,慢慢导致水体恶化,破坏水环境的自我净化能力,尤其是排入水体中的氮磷元素,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入江河湖泊等流速较缓的水体,形成水体富营养化,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。
水是我们人类生活不可或缺的物质,水资源也一直处于紧缺状态,而如今水环境污染的问题已经越发严重,水体富营养化问题也越来越受人们的关注,我们能利用的淡水资源也由于水体污染等问题越来越少。
目前水体磷的含量主要是在水体底泥中的磷因底泥泛起或其他作用上浮到水中,造成二次污染。就目前来说采用改性粘土处理水体的磷含量是一种可行方式,能使磷元素固定在粘土中而不产生反溶。对于普通的粘土来说具有沉淀性差的缺点,通过对粘土进行改性,可以提高粘土的沉降性能和对磷的吸附能力,提高磷的去除量。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种耦合除磷微球的制备方法,还提供这种制备方法得到的除磷微球产品。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
1、一种耦合除磷微球的制备方法,具体步骤如下:
1)、取凹凸棒土、高岭土、膨润土用水分散,超声震荡后搅拌30-60min,真空过滤,滤饼加入水继续搅拌10-30min,真空过滤,滤饼真空干燥,粉碎,再加盐酸分散,搅拌后过滤,并用水冲洗,得混合粘土;
2)、按质量比1:4~1:9计,取LaCl3·7H2O与混合粘土用水分散,搅拌,用Na2CO3溶液缓慢滴加至pH 8-8.5,继续搅拌,过滤,用去离子水反复清洗固体,直至pH为中性,最后将固体于烘箱中烘干,所得固体研磨后,得改性粘土;
印迹聚合物制备:圆底烧瓶中加入苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈,加入量按摩尔质量比计为5~10:20~25:80~100:1,再按照固液质量比1:1~5比例加入乙腈,水浴环境下超声震荡,通入氮气,在氮气气氛保护下,80℃~100℃油浴反应3h以上,冷却至室温下,将反应物碾磨过80目筛;在索氏提取器中,洗涤所获得的反应物,先用甲醇-三乙胺洗涤,再用甲醇溶液洗涤,制得磷酸根阴离子表面印迹聚合物;
3)、将上述改性粘土和印迹聚合物按质量比5:5~9:1的比例混合均匀,得混合物A;按质量百分比计,配置7%NaOH、12%尿素的NaOH/尿素溶液,加入终浓度质量百分比计7~35%的海藻酸钠,超声震荡混匀,冷冻,而后置于室温下融化,得到透明的海藻酸钠溶液;
4)、在海藻酸钠溶液中按照固液比1:5~1:9得比例加入混合物A,搅拌混匀后制得悬浊液,将悬浊液滴入5%CaCl2的HCl溶液中进行固化16h以上,过800目滤布,滤布上收获微球,用水反复清洗所得微球,至洗涤残液为pH 7,将磷微球冷冻干燥即得耦合除磷微球。
进一步,凹凸棒土、高岭土、膨润土质量份数比为1:2:7~6:2:2。
进一步,用水分散时,固液比按重量计为1:2-5。
进一步,步骤3)中苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈按摩尔质量比计为5:20:100:1。
进一步,步骤2)的搅拌条件为45℃-60℃下搅拌2-4h。
进一步,甲醇-三乙胺为体积比4:1配置的混合液。
进一步,Na2CO3的浓度为1~3mol/L。
进一步,配置的NaOH/尿素溶液先预冷至-12℃;加入海藻酸钠,超声震荡混匀后,继续在-12℃下冷冻16h以上。
2、由以上任一项耦合除磷微球的制备方法制备得到耦合除磷微球产品。
3、本发明制备方法得到的耦合除磷微球产品在治理水环境、水污染中的应用也在本发明的保护范围内。
本发明的有益效果在于:本发明提供的耦合除磷微球制备方法,条件简单,原料简易可得,通过对凹凸棒土、高岭土、膨润土三种的配比,先进行La改性,使得La最大量吸附于混合比例的粘土上,再和印迹聚合物耦合,使得制备的耦合除磷微球在实地除磷时,不仅可以在24小时内快速有效降低水相中磷酸盐浓度,还使得底泥磷形态向稳定性更高的固体状态转化。本发明制备的耦合除磷微球不仅在模拟水和自然水中的表现优异,在实地水体实验时,耦合除磷微球对污染溪水TP有明显的削减作用,尤其是投加量100mg/L时,经过17d,TP由最初的1.28mg/L降低至0.266mg/L,低于地表水V类TP阈值。本发明选用凹凸棒土、高岭土、膨润土作为基本吸附材料,不会对大自然带来二次污染。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为实验使用自然水取样点地图;
图2为实地试验环境图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
1.改性粘土制备:
1)混合粘土:按质量份数比1:2:7~6:2:2计,取凹凸棒土、高岭土、膨润土,在烧杯中用30-50质量份去离子水分散,利用超声震荡,强化分散30-60min,磁力搅拌30-60min,真空过滤,取滤饼回烧杯中,加入去离子水重复磁力搅拌10-30min,真空过滤,滤饼真空干燥,碾磨过100目筛,得混合粘土;
2)酸洗:混合粘土在烧杯中用盐酸(3.5-3.7%质量百分比)分散,磁力搅拌10min,过800目丙纶滤布,并在滤布上,去离子水冲洗3次以上。
3)粘土改性:按质量比1:4~1:9计,取LaCl3·7H2O与混合粘土在烧杯中用20-40质量份超纯水分散,45℃-60℃下搅拌2h-4h,用1mol/L的Na2CO3溶液缓慢滴加至pH 8-8.5,继续45℃-60℃下搅拌2h-4h,过滤,用去离子水反复清洗固体,直至pH为中性,最后将固体于35℃烘箱中烘干12h,所得固体研磨后,得改性粘土。
2.印迹聚合物制备:
圆底烧瓶中加入苯基膦酸、N-烯丙基硫脲(CAS号:109-57-9)、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈,加入量按摩尔质量比计为5:20:100:1,再按照固液质量比1:1~5比例加入乙腈,50℃水浴环境下超声震荡16h以上,通入氮气,在氮气气氛保护下,80℃油浴反应3h以上,冷却至室温下,取聚合物碾磨过80目筛;在索氏提取器中,洗涤所获得的聚合物,先用甲醇-三乙胺(二者体积比4:1)洗涤16h,再用甲醇溶液洗涤16h,制得磷酸根阴离子表面印迹聚合物。
3.除磷微球材料耦合成型:
1)将上述改性粘土和印迹聚合物按质量比5:5~9:1的比例混合均匀,得混合物;
2)按照质量百分比计,配置7%NaOH、12%尿素的NaOH/尿素溶液,预冷至-12℃,按照终浓度质量百分比计7~35%的比例加入海藻酸钠,超声震荡混匀,-12℃下冷冻16h,而后置于室温下融化,得到透明的海藻酸钠溶液。
3)在海藻酸钠溶液中按照固液比1:5~1:9得比例加入步骤1所得混合物,搅拌混匀后制得悬浊液,通过注射器将悬浊液滴入5%(质量百分比)CaCl2的37%HCl溶液中进行固化16h,过800目丙纶滤布,滤布上收获微球,用500mL去离子水5次以上反复清洗所得微球,至洗涤残液为pH 7,将磷微球冷冻干燥即得耦合除磷微球。
实施例1
一种耦合除磷微球材料制备方法:
1.改性粘土制备:
1)混合粘土:按质量份数计,取1份凹凸棒土、2份高岭土、7份膨润土,在烧杯中用30-50质量份去离子水分散,利用超声震荡,强化分散30min,磁力搅拌30min,真空过滤,取滤饼回烧杯中,加入去离子水重复磁力搅拌10min,真空过滤,滤饼真空干燥,碾磨过100目筛,得混合粘土;
2)酸洗:将混合粘土在烧杯中用盐酸(3.5-3.7%质量百分比)分散,磁力搅拌10min,过800目丙纶滤布,并在滤布上,去离子水冲洗3次以上。
3)粘土改性:取1份LaCl3·7H2O与9份混合粘土在烧杯中用20-40质量份超纯水分散,45℃下搅拌2h,用1mol/L的Na2CO3溶液缓慢滴加至pH 8,继续45℃搅拌2h,过滤,用去离子水反复清洗固体,直至pH为中性,最后将固体于35℃烘箱中烘干12h,所得固体研磨后,得改性粘土。
2.印迹聚合物制备:
圆底烧瓶中加入苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈,加入量按摩尔质量比计为5:20:100:1,按照固液质量比1:1~5比例加入乙腈,50℃水浴环境下超声震荡16h以上,通入氮气,在氮气气氛保护下,80℃油浴反应3h以上,冷却至室温下,取聚合物碾磨过80目筛;在索氏提取器中,洗涤所获得的聚合物,先用甲醇-三乙胺(二者体积比4:1)洗涤16h,再用甲醇溶液洗涤16h,制得磷酸根阴离子表面印迹聚合物。
3.除磷微球材料耦合成型:
1)将上述改性粘土和印迹聚合物按质量比5:5的比例混合均匀,得混合物;
2)按照质量百分比计,配置7%NaOH、12%尿素的NaOH/尿素溶液,预冷至-12℃,按照终浓度质量百分比计7~35%的比例加入海藻酸钠,超声震荡混匀,-12℃下冷冻16h-24h,而后置于室温下融化,得到透明的海藻酸钠溶液。
3)在海藻酸钠溶液中按照固液比1:5的比例加入步骤1)所得混合物,搅拌混匀后制得悬浊液,通过注射器将悬浊液滴入5%(质量百分比)CaCl2的37%浓HCl溶液中进行固化16h以上,过800目丙纶滤布,滤布上收获微球,用去离子水5次以上反复清洗所得微球,至洗涤残液为pH 7,将磷微球冷冻干燥即得耦合除磷微球。
实施例2
1.改性粘土制备:
1)混合粘土:按质量份数计,取2份凹凸棒土、2份高岭土、6份膨润土,在烧杯中用30-50质量份去离子水分散,利用超声震荡,强化分散30min,磁力搅拌30min,真空过滤,取滤饼回烧杯中,加入去离子水重复磁力搅拌10min,真空过滤,滤饼真空干燥,碾磨过100目筛,得混合粘土;
2)酸洗:混合粘土在烧杯中用盐酸(3.5-3.7%质量百分比)分散,磁力搅拌10min,过800目丙纶滤布,并在滤布上,去离子水冲洗3次以上。
3)粘土改性:取1份LaCl3·7H2O与4份混合粘土在烧杯中用20-40质量份超纯水分散,45℃下搅拌2h,用1mol/L的Na2CO3溶液缓慢滴加至pH8,继续45℃搅拌2h,过滤,用去离子水反复清洗固体,直至pH为中性,最后将固体于35℃烘箱中烘干12h,所得固体研磨后,得改性粘土。
2.印迹聚合物制备:
圆底烧瓶中加入苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈,加入量按摩尔质量比计为5:20:100:1,再按照固液质量比1:1~5比例加入乙腈,50℃水浴环境下超声震荡16h以上,通入氮气,在氮气气氛保护下,80℃油浴反应3h以上,冷却至室温下,取聚合物碾磨过80目筛;在索氏提取器中,洗涤所获得的聚合物,先用甲醇-三乙胺(二者体积比4:1)洗涤16h,再用甲醇溶液洗涤16h,制得磷酸根阴离子表面印迹聚合物。
3.除磷微球材料耦合成型:
1)将上述改性粘土和印迹聚合物按质量比6:3的比例混合均匀,得混合物;
2)按照质量百分比计,配置7%NaOH、12%尿素的NaOH/尿素溶液,预冷至-12℃,按照终浓度质量百分比计7~35%的比例加入海藻酸钠,超声震荡混匀,-12℃下冷冻16h,而后置于室温下融化,得到透明的海藻酸钠溶液。
3)在海藻酸钠溶液中按照固液比1:6的比例加入步骤1所得混合物,搅拌混匀后制得悬浊液,通过注射器将悬浊液滴入5%(质量百分比)CaCl2的37%浓HCl溶液中进行固化16h,过800目丙纶滤布,滤布上收获微球,用500mL去离子水5次以上反复清洗所得微球,至洗涤残液为pH 7,将磷微球冷冻干燥即得耦合除磷微球。
实施例3
1.改性粘土制备:
1)混合粘土:按质量份数计,取3份凹凸棒土、2份高岭土、5份膨润土,在烧杯中用30-50质量份去离子水分散,利用超声震荡,强化分散30-60min,磁力搅拌30-60min,真空过滤,取滤饼回烧杯中,加入去离子水重复磁力搅拌10-30min,真空过滤,滤饼真空干燥,碾磨过100目筛,得混合粘土;
2)酸洗:混合粘土在500mL烧杯中用盐酸(3.5-3.7%质量百分比)分散,磁力搅拌10min,过800目丙纶滤布,并在滤布上,去离子水冲洗3次以上。
3)粘土改性:按质量比1:6计,取LaCl3·7H2O与混合粘土在烧杯中用20-40质量份超纯水分散,45℃-60℃下搅拌2h-4h,用1mol/L的Na2CO3溶液缓慢滴加至pH 8-8.5,继续45℃-60℃下搅拌2h-4h,过滤,用去离子水反复清洗固体,直至pH为中性,最后将固体于35℃烘箱中烘干12h,所得固体研磨后,得改性粘土。
2.印迹聚合物制备:
圆底烧瓶中加入苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈,加入量按摩尔质量比计为5:20:100:1,再按照固液质量比1:1~5比例加入乙腈,50℃水浴环境下超声震荡16h以上,通入氮气,在氮气气氛保护下,80℃油浴反应3h以上,冷却至室温下,取聚合物碾磨过80目筛;在索氏提取器中,洗涤所获得的聚合物,先用甲醇-三乙胺(二者体积比4:1)洗涤16h,再用甲醇溶液洗涤16h,制得磷酸根阴离子表面印迹聚合物。
3.除磷微球材料耦合成型:
1)将上述改性粘土和印迹聚合物按质量比6:2的比例混合均匀,得混合物;
2)按照质量百分比计,配置7%NaOH、12%尿素的NaOH/尿素溶液,预冷至-12℃,按照终浓度质量百分比计7~35%的比例加入海藻酸钠,超声震荡混匀,-12℃下冷冻16h,而后置于室温下融化,得到透明的海藻酸钠溶液。
3)在海藻酸钠溶液中按照固液比1:6得比例加入步骤1所得混合物,搅拌混匀后制得悬浊液,通过注射器将悬浊液滴入5%(质量百分比)CaCl2的37%浓HCl溶液中进行固化16h,过800目丙纶滤布,滤布上收获微球,用500mL去离子水5次以上反复清洗所得微球,至洗涤残液为pH 7,将磷微球冷冻干燥即得耦合除磷微球。
实施例4
1.改性粘土制备:
1)混合粘土:按质量份数计,取4份凹凸棒土、2份高岭土、4份膨润土,在烧杯中用30-50质量份去离子水分散,利用超声震荡,强化分散30-60min,磁力搅拌30-60min,真空过滤,取滤饼回烧杯中,加入去离子水重复磁力搅拌10-30min,真空过滤,滤饼真空干燥,碾磨过100目筛,得混合粘土;
2)酸洗:混合粘土在500mL烧杯中用盐酸(3.5-3.7%质量百分比)分散,磁力搅拌10min,过800目丙纶滤布,并在滤布上,去离子水冲洗3次以上。
3)粘土改性:按质量比1:9计,取LaCl3·7H2O与混合粘土在烧杯中用用20-40质量份超纯水分散,45℃-60℃下搅拌2h-4h,用1mol/L的Na2CO3溶液缓慢滴加至pH 8-8.5,继续45℃-60℃下搅拌2h-4h,过滤,用去离子水反复清洗固体,直至pH为中性,最后将固体于35℃烘箱中烘干12h,所得固体研磨后,得改性粘土。
2.印迹聚合物制备:
圆底烧瓶中加入苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈,加入量按摩尔质量比计为5:20:100:1,再按照固液质量比1:1~5比例加入乙腈,50℃水浴环境下超声震荡16h以上,通入氮气,在氮气气氛保护下,80℃油浴反应3h以上,冷却至室温下,取聚合物碾磨过80目筛;在索氏提取器中,洗涤所获得的聚合物,先用甲醇-三乙胺(二者体积比4:1)洗涤16h,再用甲醇溶液洗涤16h,制得磷酸根阴离子表面印迹聚合物。
3.除磷微球材料耦合成型:
1)将上述改性粘土和印迹聚合物按质量比5:9的比例混合均匀,得混合物;
2)按照质量百分比计,配置7%NaOH、12%尿素的NaOH/尿素溶液,预冷至-12℃,按照终浓度质量百分比计7~35%的比例加入海藻酸钠,超声震荡混匀,-12℃下冷冻16h,而后置于室温下融化,得到透明的海藻酸钠溶液。
3)在海藻酸钠溶液中按照固液比1:6得比例加入步骤1所得混合物,搅拌混匀后制得悬浊液,通过注射器将悬浊液滴入5%(质量百分比)CaCl2的37%浓HCl溶液中进行固化16h,过800目丙纶滤布,滤布上收获微球,用500mL去离子水5次以上反复清洗所得微球,至洗涤残液为pH 7,将磷微球冷冻干燥即得耦合除磷微球。
实施例5
1.改性粘土制备:
1)混合粘土:按质量份数计,取6份凹凸棒土、2份高岭土、2份膨润土,在烧杯中用30-50质量份去离子水分散,利用超声震荡,强化分散30-60min,磁力搅拌30-60min,真空过滤,取滤饼回烧杯中,加入去离子水重复磁力搅拌10-30min,真空过滤,滤饼真空干燥,碾磨过100目筛,得混合粘土;
2)酸洗:混合粘土在500mL烧杯中用盐酸(3.5-3.7%质量百分比)分散,磁力搅拌10min,过800目丙纶滤布,并在滤布上,去离子水冲洗3次以上。
3)粘土改性:按质量份数比1:6计,取LaCl3·7H2O与混合粘土在烧杯中用20-40质量份超纯水分散,45℃-60℃下搅拌2h-4h,用1mol/L的Na2CO3溶液缓慢滴加至pH 8-8.5,继续45℃-60℃下搅拌2h-4h,过滤,用去离子水反复清洗固体,直至pH为中性,最后将固体于35℃烘箱中烘干12h,所得固体研磨后,得改性粘土。
2.印迹聚合物制备:
圆底烧瓶中加入苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈,加入量按摩尔质量比计为5:20:100:1,再按照固液质量比1:1~5比例加入乙腈,50℃水浴环境下超声震荡16h以上,通入氮气,在氮气气氛保护下,80℃油浴反应3h以上,冷却至室温下,取聚合物碾磨过80目筛;在索氏提取器中,洗涤所获得的聚合物,先用甲醇-三乙胺(二者体积比4:1)洗涤16h,再用甲醇溶液洗涤16h,制得磷酸根阴离子表面印迹聚合物。
3.除磷微球材料耦合成型:
1)将上述改性粘土和印迹聚合物按质量比6:2的比例混合均匀,得混合物;
2)按照质量百分比计,配置7%NaOH、12%尿素的NaOH/尿素溶液,预冷至-12℃,按照终浓度质量百分比计7~35%的比例加入海藻酸钠,超声震荡混匀,-12℃下冷冻16h,而后置于室温下融化,得到透明的海藻酸钠溶液。
3)在海藻酸钠溶液中按照固液比1:6得比例加入步骤1所得混合物,搅拌混匀后制得悬浊液,通过注射器将悬浊液滴入5%(质量百分比)CaCl2的37%浓HCl溶液中进行固化16h,过800目丙纶滤布,滤布上收获微球,用500mL去离子水5次以上反复清洗所得微球,至洗涤残液为pH 7,将磷微球冷冻干燥即得耦合除磷微球。
实施例6
本实验采用钼酸铵比色法测定总磷《GB11893-89》
实验方法原理:在中性条件下,过硫酸钾溶液在高压锅内经120℃以上加热,产生如下反应:K2S2O4+H2O→2KHSO4+[O]从而将水中的有机磷、无机磷、悬浮物内的磷氧化成正磷酸。在酸性介质中,水样中溶解性正磷酸与钼酸铵反应,在锑盐存在下尘成磷钼杂多酸后,立即被抗坏血酸还原,生成蓝色的络合物,在700nm波长下测定其吸光度。
总磷的测定:
(1)用移液枪取所测水样25ml于50ml比色管中,向比色管中加入4ml过硫酸钾溶液(50g/L,将5g过硫酸钾溶解干水,并稀释至100mL),用提前自制好的纱布盖子封住比色管,并于实验室立式高压蒸汽灭菌器中于121℃下消解半小时。同时以蒸馏水作为空白对照,向比色管中加入25ml蒸馏水,以同样的方式加药消解。
(2)待消解时间结束后,取出比色管冷却(冷却几分钟后可采用冷水降温方式冷却),冷却后用蒸馏水定容至50ml,在依次加入1ml抗坏血酸溶液(溶解10g抗坏血酸(C6H8O6)于水中,并稀释至100mL。此溶液贮于棕色的试剂瓶中),30秒后再加入2ml的铂酸铵溶液(将13g钼酸铵溶于100mL水中,将0.35g酒石酸锑钾溶于10mL水中。在不断搅拌下分别把上述钼酸铵溶液、酒石酸梯钾溶液徐徐加到300ml硫酸(1+1体积混合)中,混合均匀,此溶液贮存于棕色瓶中)。
(3)室温下显色15分钟后,用10ml比色管,用便携式分光光度计于700nm的波长下,以空白对照作为零号,测试样的吸光度。
取实施例5制备的耦合除磷微球,对模拟水除磷实验:
取100ml初始含磷量为0.025、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4mg/L的KH2PO4溶液(调节pH为7.5),分别加入5mg、10mg不同量耦合除磷微球,即50mg/L和100mg/L的添加量,摇匀后静置。间隔时间取上清液用钼酸铵分光光度法测定正磷酸盐。所得结果如表1和表2所示。TP为总磷。
表1耦合除磷微球(50mg/L)对模拟水除磷实验结果
表2耦合除磷微球(100mg/L)对模拟水除磷实验结果
如表1和表2所示,总体而言,耦合除磷微球施用量50mg/L~100mg/L时,对0.4mg/L以内的磷能达到有效的去除效果,耦合除磷微球施用量50mg/L时,0.1mg/L TP体系的去除率最高,可达97%。耦合除磷微球施用量100mg/L时,0.1mg/L TP体系的去除率最高,可达98以上%,理论上磷浓度越小,去除率越高,在0.025~0.1mg/L TP时,24小时后TP测定值可能已经到测定下限,所以测定值基本无变化。
实施例6耦合除磷微球对自然水除磷实验
取实施例1-5制备样品加入量为100mg/L,自然水来自不同时间10点和12点的某河主河道A(坝前)、B(溪水入河口)。A较B更靠近入江口,如图1所示,表3为耦合除磷微球对自然水除磷实验结果。
表3耦合除磷微球对自然水除磷数据
由表2总体得知,24h内,本发明制备的耦合除磷微球对自然河道的水中TP有明显去除效果。
实施例7耦合除磷微球对某河支流的溪水除磷实验
选择某河主河道污染严重的主要支流之一的溪水,是一条吸纳了生活污水的黑臭水体,现状如图2。鉴于实施例6的实验数据,进一步使用实施例5制备的耦合除磷微球对该溪水进行实地开展除磷实验,具体数据见表4。
表4耦合除磷微球对实地污染溪水除磷数据
由表4可见,耦合除磷微球对污染溪水TP有明显的削减作用,尤其是投加量100mg/L时,经过17d,TP由最初的1.28mg/L降低至0.266mg/L,低于地表水V类TP阈值。投加量20mg/L时,体系在17d内,TP实时去除率(以当下的原水为基准)缓慢增高并逐渐平缓,TP绝对值也有相似的变化,这可能是因为20mg/L的耦合除磷微球在初始TP 1.28mg/L环境中逐渐吸附至完全反应,并达到动态平衡。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种耦合除磷微球的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)取凹凸棒土、高岭土、膨润土用水分散,超声震荡后搅拌30-60min,真空过滤,滤饼加入水继续搅拌10-30min,真空过滤,滤饼真空干燥,粉碎,再加盐酸分散,搅拌后过滤,并用水冲洗,得混合粘土;
2)按质量比1:4~1:9计,取LaCl3·7H2O与混合粘土用水分散,搅拌,用Na2CO3溶液缓慢滴加至pH 8-8.5,继续搅拌,过滤,用去离子水反复清洗固体,直至pH为中性,最后将固体于烘箱中烘干,所得固体研磨后,得改性粘土;
3)印迹聚合物制备:圆底烧瓶中加入苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈,加入量按摩尔质量比计为5~10:20~25:80~100:1,再按照固液质量比1:1~5比例加入乙腈,水浴环境下超声震荡,通入氮气,在氮气气氛保护下,80℃~100℃油浴反应3h以上,冷却至室温下,将反应物碾磨过80目筛;在索氏提取器中,洗涤所获得的反应物,先用甲醇-三乙胺洗涤,再用甲醇溶液洗涤,制得磷酸根阴离子表面印迹聚合物;
4)将上述改性粘土和印迹聚合物按质量比5:5~9:1的比例混合均匀,得混合物A;按质量百分比计,配置7%NaOH、12%尿素的NaOH/尿素溶液,加入终浓度质量百分比计7~35%的海藻酸钠,超声震荡混匀,冷冻,而后置于室温下融化,得到透明的海藻酸钠溶液;
5)在海藻酸钠溶液中按照固液比1:5~1:9得比例加入混合物A,搅拌混匀后制得悬浊液,将悬浊液滴入5%CaCl2的HCl溶液中进行固化16h以上,过800目滤布,滤布上收获微球,用水反复清洗所得微球,至洗涤残液为pH 7,将磷微球冷冻干燥即得耦合除磷微球。
2.根据权利要求1所述的耦合除磷微球的制备方法,其特征在于,凹凸棒土、高岭土、膨润土质量份数比为1:2:7~6:2:2。
3.根据权利要求1所述的耦合除磷微球的制备方法,其特征在于,用水分散时,固液比按重量计为1:2-5。
4.根据权利要求1所述的耦合除磷微球的制备方法,其特征在于,步骤3)中苯基膦酸、N-烯丙基硫脲、乙二醇二甲基丙烯酸酯和2,2-偶氮二异丁腈按摩尔质量比计为5:20:100:1。
5.根据权利要求1所述的耦合除磷微球的制备方法,其特征在于,步骤2)的搅拌条件为45℃-60℃下搅拌2-4h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耦合除磷微球的制备方法,其特征在于,甲醇-三乙胺为体积比4:1配置的混合液。
7.根据权利要求6所述的耦合除磷微球的制备方法,其特征在于,Na2CO3的浓度为1~3mol/L。
8.根据权利要求6所述的耦合除磷微球的制备方法,其特征在于,配置的NaOH/尿素溶液先预冷至-12℃;加入海藻酸钠,超声震荡混匀后,继续在-12℃下冷冻16h以上。
9.由权利要求1-8任一项耦合除磷微球的制备方法制备得到耦合除磷微球产品。
10.权利要求9所述的耦合除磷微球产品在治理水环境、水污染中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110691178.5A CN113318711A (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种耦合除磷微球的制备方法及其产品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110691178.5A CN113318711A (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种耦合除磷微球的制备方法及其产品 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113318711A true CN113318711A (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=77424158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110691178.5A Pending CN113318711A (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 一种耦合除磷微球的制备方法及其产品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113318711A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105968275A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-28 | 江苏大学 | 一种磷酸根阴离子表面印迹聚合物的制备方法及其用途 |
CN106378097A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-08 | 常州大学 | 分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土的制备并将其应用于识别酪氨酸对映体 |
CN108002472A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-08 | 芜湖皖江知识产权运营中心有限公司 | 一种生活污水处理剂的制备方法 |
CN110038511A (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-23 | 华中科技大学 | 一种载镧改性膨润土除磷材料的制备方法及其应用 |
CN110590997A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-20 | 华南师范大学 | L-谷氨酸端基多肽分子印迹聚合物磁性微球及其制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-06-22 CN CN202110691178.5A patent/CN113318711A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105968275A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-28 | 江苏大学 | 一种磷酸根阴离子表面印迹聚合物的制备方法及其用途 |
CN106378097A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-08 | 常州大学 | 分子印迹二氧化硅磁性凹凸棒土的制备并将其应用于识别酪氨酸对映体 |
CN108002472A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-08 | 芜湖皖江知识产权运营中心有限公司 | 一种生活污水处理剂的制备方法 |
CN110038511A (zh) * | 2018-01-17 | 2019-07-23 | 华中科技大学 | 一种载镧改性膨润土除磷材料的制备方法及其应用 |
CN110590997A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-20 | 华南师范大学 | L-谷氨酸端基多肽分子印迹聚合物磁性微球及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
ZHANCHAO LIU ET AL.: "Preparation of surface anion imprinted polymer by developing a La(III)-coordinated 3-methacryloxyethyl-propyl bi-functionalized graphene oxide for phosphate removal", 《JOURNAL OF THE TAIWAN INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS》 * |
张增志等: "《中国战略性新兴产业 新材料 环境工程材料》", 30 November 2018 * |
金朝霞: "海藻酸钠固定改性膨润土对磷酸盐的吸附特性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102527347B (zh) | 一种磁性壳聚糖/阳离子表面活性剂改性沸石吸附剂及其制备方法和应用 | |
CN103041787B (zh) | 交联壳聚糖-二氧化锰复合吸附材料的制备方法 | |
CN101314123B (zh) | 一种磁性生物吸附剂及其制备方法 | |
CN101298038B (zh) | 一种用于废水处理的凝胶吸附剂 | |
CN105854828B (zh) | 一种腐殖酸微球及其制备方法及应用 | |
CN103764572A (zh) | 用纳米复合材料预处理废水和再生水的方法 | |
CN110038529A (zh) | 一种三维纤维基复合气凝胶型吸附剂的制备方法 | |
CN105314815A (zh) | 一种污泥脱水调理剂及其脱水方法 | |
CN110947365B (zh) | 一种Form-Ce-MOFS除磷材料的制备方法及应用 | |
WO2020010678A1 (zh) | 一种新型河道浊度原位净化材料及其制备方法 | |
CN102921383B (zh) | 一种废水中阳离子染料吸附剂及其制备方法 | |
CN106277711A (zh) | 河湖泊涌污染底泥处理调理调质复合材料及其制备方法 | |
CN103071461A (zh) | 黄原酸化黄土吸附剂的制备及在废水处理中的应用 | |
Yamini et al. | Ultra efficient removal of Basic Blue 41 from textile industry’s wastewaters by sodium dodecyl sulphate coated magnetite nanoparticles: Removal, kinetic and isotherm study | |
CN108607517B (zh) | 一种镧负载壳聚糖磁性微球复合物及其制备方法与应用 | |
CN100582023C (zh) | 利用磁性生物吸附剂去除工业废水中铅的方法 | |
CN113318711A (zh) | 一种耦合除磷微球的制备方法及其产品 | |
CN109877143A (zh) | 一种秸秆废物回收再利用处理方法及吸附剂 | |
CN101318123A (zh) | 阴离子表面活性剂-钙基复合吸附材料及其制备方法 | |
CN101423306A (zh) | 一种高磷赤铁矿选矿酸性废水的处理方法及其设备 | |
CN105712454B (zh) | 一种在岸滤取水过程中原位去除氨氮的装置 | |
CN111229279B (zh) | 一种氮化碳量子点负载多级孔反蛋白石结构CuO-SiO2的制备及其应用 | |
CN115739038A (zh) | 一种利用镧功能化二氧化硅气凝胶微球复合材料处理含磷废水的方法 | |
CN115055157A (zh) | 锆改性沸石-膨润土活性颗粒除磷滤料的制备及脱附方法 | |
CN100537442C (zh) | 利用硅藻土提纯精土的中间产物制备污水处理剂的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210831 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |