申請日2013.10.11
公開(公告)日2014.10.01
IPC分類號B01J20/04; C02F1/28; C01F11/18; B01J20/30
摘要
本發(fā)明公開了合成一種文石型納米吸附材料的方法,具體合成步驟為:步驟1)將0.9mol/L乙酸鈣(Ca(CH3COO)2)水溶液加入到乙二醇中配成溶液A;步驟2)將3mol/LNa2CO3水溶液加入到乙二醇中配成溶液B;步驟3)在水浴為50℃條件下迅速將溶液A與溶液B混合反應(yīng),1h后得到產(chǎn)物,用無水乙醇(AR)反復(fù)潤洗,取出在40-60℃條件下干燥。本發(fā)明中所設(shè)計合成的材料為納米文石(Ca(CO)3)材料,可以對廢水中高濃度磷污染進(jìn)行有效的深度去除,(濃度為500mg/L的總磷,去除率達(dá)到90%以上),并且其處理后產(chǎn)物不用進(jìn)行二次處理,可以作為磷肥直接適用于農(nóng)田中。為工業(yè)的廢水處理以及資源再利用奠定了基礎(chǔ),具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
權(quán)利要求書
1.一種易于合成的去除堿性廢水中高濃度磷污染的文石型納 米吸附材料,其合成工藝:包括以下步驟:
步驟1)將0.9mo1/L乙酸鈣(Ca(CH3COO)2)水溶液加入到乙二醇 中配成溶液A;
步驟2)將3mol/L Na2CO3水溶液加入到乙二醇中配成溶液B;
步驟3)然后迅速將溶液A與溶液B混合于容器中,在水浴為50℃ 條件下攪拌均勻,充分反應(yīng)1小時,得到懸濁液沉淀;
步驟4)用無水乙醇清洗懸濁液沉淀、烘干,得到合成文石型吸附 材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除堿性廢水中高濃度磷污染 的文石型納米吸附材料,其合成工藝;所述步驟1)乙酸鈣 (Ca(CH3COO)2)水溶液與乙二醇的體積比例為2:3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除堿性廢水中高濃度磷污染 的文石型納米吸附材料,其合成工藝:所述步驟2)Na2CO3水溶液與 乙二醇的體積比例為2:3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除堿性廢水中高濃度磷污染 的文石型納米吸附材料,其合成工藝:所述步驟4)中的烘干溫度 范圍為40℃至60℃。
說明書
一種深度去除含磷廢水的文石材料的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種簡單的無機(jī)納米材料制備與污水處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種深度去除高磷工業(yè)廢水的文石(Ca(CO)3)礦物材料的簡單合成方法。
背景技術(shù)
水體的富營養(yǎng)化正在威脅著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)調(diào)查顯示,我國江河湖泊中水質(zhì)總磷濃度為0.018-0.97mg/L,普遍高于發(fā)生水體富營養(yǎng)化的磷濃度為0.02mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。其污染一大部分主要源于工業(yè)的含磷廢水,污染濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此標(biāo)準(zhǔn),如涂裝廢水中磷濃度達(dá)到100mg/L左右,一些企業(yè)排放的廢水中磷污染的濃度更高,如工業(yè)生產(chǎn)LED的廢水中磷酸鹽濃度可高達(dá)300mg/L。目前所用的去除污染的方法有使用方解石,可是其去除效果并不十分理想,如不加有效地深度去除磷污染,將最終導(dǎo)致水體環(huán)境的惡化。我國許多江河湖泊都有不同程度的磷污染,這給漁業(yè)捕撈、水產(chǎn)養(yǎng)殖造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。
研究表明,方解石(主要成分為CaCO3)作為一種容易獲得且成本低廉的天然礦物材料,具有良好的發(fā)展前景。同時方解石去除磷的機(jī)制受到磷的起始濃度以及pH值影響。磷的濃度低的時候,方解石除去磷主要依靠是化學(xué)吸附和物理吸附,在磷的濃度高的時候,方解石去除磷的主要依靠在材料表面生成磷酸鈣晶核。另外pH值在方解石去除磷的過程中起著很重要的作用,磷的濃度低的時候,pH值越高就越有利除去磷。在高磷濃度時,當(dāng)pH值在6-7區(qū)間內(nèi),通過沉淀作用去除磷的效率很上顯著,然而隨著pH值的增 加而變低至20%。因此在堿性條件下,方解石去除高濃度磷的效率隨著pH值的改變所呈現(xiàn)出的變化,不能達(dá)到有效去除磷的目的。
因此,本發(fā)明能夠提供了一種高效深度去除工業(yè)廢水中的高濃度磷,并不受污染水質(zhì)pH值所影響的納米文石材料的制備方法具有很深刻的意義,對環(huán)境和諧和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題,提供一種合成去除堿性廢水中高濃度磷污染的納米吸附材料的簡單工藝,本發(fā)明使堿性廢水中高濃度磷(濃度為500mg/L)污染的去除率達(dá)到90%以上,為凈化水環(huán)境以及資源再利用奠定了基礎(chǔ),具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
為實現(xiàn)上述技術(shù)目的,達(dá)到上述技術(shù)效果,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種去除堿性廢水中高濃度磷污染的文石型納米吸附材料,其合成工藝,包括以下步驟:
步驟1)將0.9mol/L Ca(CH3COO)2水溶液加入到乙二醇中配成溶液A;
步驟2)將3mol/L Na2CO3水溶液加入到乙二醇中配成溶液B;
步驟3)然后迅速將溶液A與溶液B混合,在水浴為50℃條件下將其攪拌均勻,反應(yīng)1小時,得到懸濁液沉淀;
步驟4)用無水乙醇清洗懸濁液沉淀、烘干,得到合成文石型吸附材料。
進(jìn)一步的所述步驟1)Ca(CH3COO)2水溶液與乙二醇的體積比例為2∶3。
進(jìn)一步的所述步驟2)Na2CO3水溶液于乙二醇的體積比例為2∶3。
進(jìn)一步的所述步驟4)中的烘干溫度設(shè)置范圍為40℃至60℃。
本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明中合成的納米文石材料在自然環(huán)境中普遍存在,本身是一種環(huán)境友好的礦物材料,具有很好的熱穩(wěn)定性。
2、本發(fā)明中所涉及的合成工藝簡短、操作方便、原材料價廉,效率高、能耗低、易于放大且來源廣泛等特點。
3、文石型納米吸附材料的使用壽命長,易儲存,吸附過程對磷的濃度以及環(huán)境的pH值的要求都不高,操作簡單易行。對廢水中高濃度磷污染能夠有效的深度去除,是普通方解石的4倍,很大程度上解決了在堿性條件下方解石去除高濃度磷效率低的問題,因此具有良好的應(yīng)用前景。
4、其最終產(chǎn)物不會對環(huán)境造成二次污染,不僅易于循環(huán)使用,而且經(jīng)過簡單處理可以當(dāng)作磷肥直接適用于農(nóng)田中促進(jìn)莊稼生長,具有良好的社會、經(jīng)濟(jì)效益。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段,并可依照說明書的內(nèi)容予以實施,以下以本發(fā)明的較佳實施案例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的具體合成方法以及性能測試由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。