CN106830159A - 一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法 - Google Patents

一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106830159A
CN106830159A CN201611218993.5A CN201611218993A CN106830159A CN 106830159 A CN106830159 A CN 106830159A CN 201611218993 A CN201611218993 A CN 201611218993A CN 106830159 A CN106830159 A CN 106830159A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
sio
adsorbent
new adsorbent
waste water
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
Application number
CN201611218993.5A
Other languages
English (en)
Inventor
仓冈悦周
林锦
王晓龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Haiyan Power System Resources Environmental Technology Co Ltd
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Zhejiang Haiyan Power System Resources Environmental Technology Co Ltd
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Haiyan Power System Resources Environmental Technology Co Ltd, Shanghai Jiaotong University filed Critical Zhejiang Haiyan Power System Resources Environmental Technology Co Ltd
Priority to CN201611218993.5A priority Critical patent/CN106830159A/zh
Publication of CN106830159A publication Critical patent/CN106830159A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • 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
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • 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
    • B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • 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
    • B01J20/28002—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 physical properties
    • 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
    • C02F2101/12—Halogens or halogen-containing compounds
    • C02F2101/14—Fluorine or fluorine-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (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

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及其制备方法和再生方法。本发明提供的新型吸附剂由多孔性的球状SiO2载体，和均匀分布在所述球状SiO2的孔中的CeO2组成，形成CeO2/SiO2的复合微粒，所述新型吸附剂的微粒粒径为50‑500微米。其制备方法包括步骤：将可溶于有机溶剂的铈盐用有机溶剂溶解制得铈盐溶液；多孔SiO2颗粒加入铈盐溶液中，蒸干有机溶剂，得到铈盐/SiO2复合物；将铈盐/SiO2复合物进行干燥后，煅烧后即可得到所述新型吸附剂。本发明提供的吸附剂适用于大规模工业应用，并且吸附饱和后的吸附剂还可以再生从而提高了经济性。所述吸附剂的吸附速率和水力学性能好。因此本发明所述的吸附剂及其制备方法在环保领域有很好的应用前景。

Description

一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及其制备方法和再生方法。
背景技术
目前吸附材料普遍存在吸附速度慢、吸附容量小的缺点，CeO2也存在同样的问题。现有制备CeO2的方法主要有沉淀法、溶胶-凝胶法以及电化学法。沉淀法制备的CeO2存在严重的颗粒团聚现象，严重阻碍了比表面积的提高使得吸附容量和吸附速率都降低了；溶胶-凝胶法成本较高且有污染，易板结，溶胶-凝胶过程时间长；电化学法虽然可以解决团聚问题，但目前的产率较低，短时间内难以应用于实际生产。传统工艺制备的CeO2多以粉末形式存在，在制备过程CeO2的形貌和粒径分布难以控制，单独的CeO2颗粒大小不均匀，形状不规则，这使得CeO2在柱子中会产生较大的压力，容易破碎，也会使得溶液流动不均匀，无法充分发挥CeO2作为吸附剂的优势。
发明内容
本发明针对当前CeO2吸附剂存在的缺点和不足，发明了一种新型吸附剂及其制备方法和再生方法。将CeO2担载到多孔性球体硅基载体中，制得均一度高的吸附剂，解决了吸附剂形态的问题，提高了吸附剂的强度，从而提高了吸附剂的水力学性能；此外，CeO2纳米结晶分布在在载体的孔道中，大大提高了比表面积，从而增加CeO2的吸附容量和吸附速率。
本发明提供的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂为CeO2/SiO2的复合微粒；所述SiO2为多孔性球体，孔径为10-600nm，孔隙率为20～80％，所述CeO2均匀分布在孔中，负载率为10-60％；所述复合微粒粒径为50-500微米。
上述用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将可溶于有机溶剂的铈盐用有机溶剂溶解制得铈盐溶液；
S2、将粒径50-500微米的多孔SiO2颗粒加入到S1的铈盐溶液中，蒸干有机溶剂，得到铈盐/SiO2复合物；所述蒸干的方法可以为采用旋转蒸发仪在所使用有机溶剂的沸点温度条件下进行减压蒸馏，减压过程要缓慢进行，直到梨形瓶内的有机溶剂基本蒸干，只剩下固体。
S3、将S2的铈盐/SiO2复合物进行干燥后，煅烧后即可得到所述新型吸附剂CeO2/SiO2。
其中，所述步骤S1中的铈盐为Ce(NO3)3·6H2O。
其中，所述步骤S1中的有机溶剂为甲醇，或其他可以溶解上述铈盐的有机溶剂。
其中，所述步骤S2中的蒸干有机溶剂之前，所述铈盐/SiO2混合溶液用真空灌注法混合。真空灌注法的具体操作可以为用旋转蒸发仪将上述混合物在0.5个大气压下旋转1个小时，之后在大气压下静置1小时。有益于铈盐更加均匀的分布到SiO2中空孔内。
其中，所述干燥为在真空环境，温度为40-60℃，干燥时间为8-12h。在这个干燥环境下，可以将残留的有机溶剂彻底除去。根据所用的有机溶剂的物理性能调整温度和干燥时间。
其中，所述煅烧的条件为在200-800℃下煅烧2-8个小时。
其中，将使用过的所述的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法，用氢氧化钠浸泡之后，用蒸馏水洗至中性即可。
与现有技术相比，本发明所述的吸附剂用于水处理，比如氟离子、砷离子等有害阴离子的去除的优势之处体现在：
本发明采用多孔SiO2颗粒为载体，通过真空灌注法将CeO2担载到孔内，该方法工艺简单，不需要昂贵的设备。制备的吸附剂形貌和粒径分布易于控制，单独的吸附剂颗粒大小均匀，形状规则，且不会发生团聚现象；以多孔SiO2为载体增大了CeO2的比表面积，减少了CeO2的使用量，提高了吸附剂的稳定性和机械强度，载体的多孔特性也提高了所述吸附剂的吸附速率和水力学性能；所使用的SiO2是刚性材料，不会发生吸水膨胀，装柱后不会产生大的柱压，因此适用于大规模工业应用，并且吸附饱和后的吸附剂还可以再生从而提高了经济性。因此本发明所述的吸附剂及其制备方法在环保领域有很好的应用前景。
附图说明
图1是实施例1的新型吸附剂的电镜图。
图2是实施例1的新型吸附剂的电镜图。
图3是实施例2的吸附试验的吸附效果图。
图4是实施例3的再生实验的吸附效果图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1
1、称25g的Ce(NO3)3·6H2O置于1000mL梨形瓶中，加入200mL甲醇中，搅拌使其完全溶解。之后再加入20g的SiO2。
2、用旋转蒸发仪将上述混合物在0.5个大气压下旋转1个小时，之后在大气压下静置1小时。
3、静置后将上述混合用旋转蒸发仪在66℃水浴下进行减压蒸馏，减压过程要缓慢进行，直到梨形瓶内的甲醇基本蒸干，只剩下固体。
4、将梨形瓶内的固体置于真空干燥箱内，在40℃真空下干燥一晚。
5、将上述干燥后的固体置于马弗炉中，在250℃下煅烧3个小时便可得到淡黄色的CeO2/SiO2吸附剂。
实施案例2吸附实验
将CeO2/SiO2吸附剂与pH为3的含有不同浓度氟离子的溶液以0.05g/20mL的固液比混合，在25℃的水浴下震荡5h，然后将混合溶液进行过滤，测试吸附前后溶液中氟的含量，进而计算吸附率。
实施例3再生实验
1、将CeO2/SiO2吸附剂与pH为3，氟离子溶度为100mg/L的溶液以0.05g/20mL的固液比混合，在25℃的水浴下震荡5h，然后将混合溶液进行过滤，测试吸附前后溶液中氟的含量，进而计算吸附率。
2、将吸附后的CeO2/SiO2吸附剂进行干燥，然后将其与0.1mol/LNaOH溶液以0.05g/20mL的固液比混合，在25℃的水浴下震荡5h，然后将混合溶液进行过滤，测试脱附前后溶液中氟的含量，进而计算脱附率。
3、将脱附后的CeO2/SiO2吸附剂用蒸馏水洗至中性，进行干燥，然后按照步骤1、2重新进行吸附和脱附，循环4次。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂，其特征在于，所述新型吸附剂为CeO2/SiO2的复合微粒；所述SiO2为多孔性球体，孔径为10-600nm，孔隙率为20～80％，所述CeO2均匀分布在孔中，负载率为10-60％；所述复合微粒粒径为50-500微米。
2.一种权利要求1所述的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将可溶于有机溶剂的铈盐用有机溶剂溶解制得铈盐溶液；
S2、将粒径50-500微米的多孔SiO2颗粒加入到S1的铈盐溶液中充分混合，并使得铈盐溶液进入到SiO2的孔中，蒸干有机溶剂，得到铈盐/SiO2复合物；
S3、将S2的铈盐/SiO2复合物进行干燥后，煅烧后即可得到所述新型吸附剂CeO2/SiO2。
3.根据权利要求2所述的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的铈盐为Ce(NO3)3·6H2O。
4.根据权利要求2所述的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的有机溶剂为甲醇。
5.根据权利要求2所述的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的蒸干有机溶剂之前，所述铈盐/SiO2混合溶液用真空灌注法混合。
6.根据权利要求2所述的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的干燥条件为真空环境，温度为40-60℃，干燥时间为8-12h。
7.根据权利要求2所述的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的煅烧的条件为在200-800℃下煅烧2-8个小时。
8.根据权利要求1所述的用于去除废水中氟离子的新型吸附剂的制备方法的再生方法，其特征在于，将使用过的所述的新型吸附剂，用氢氧化钠浸泡之后，用蒸馏水洗至中性即可。
CN201611218993.5A 2016-12-26 2016-12-26 一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法 Pending CN106830159A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611218993.5A CN106830159A (zh) 2016-12-26 2016-12-26 一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611218993.5A CN106830159A (zh) 2016-12-26 2016-12-26 一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106830159A true CN106830159A (zh) 2017-06-13

Family

ID=59136454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611218993.5A Pending CN106830159A (zh) 2016-12-26 2016-12-26 一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106830159A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108144576A (zh) * 2018-02-26 2018-06-12 中南大学 一种氟吸附剂以及从含氟水中脱除回收氟的方法
CN108499518A (zh) * 2018-04-17 2018-09-07 广西大学 氧化铈改性多孔硅基微球吸附剂的制备及其应用
CN113578287A (zh) * 2021-08-26 2021-11-02 中南大学 一种氟吸附剂及其制备和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103480328A (zh) * 2013-09-05 2014-01-01 上海交通大学 用于分离放射性铯元素的复合吸附剂及其制备方法
US20150001155A1 (en) * 2013-06-26 2015-01-01 Corning Incorporated Methods and apparatus for synthesis of stabilized zero valent nanoparticles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150001155A1 (en) * 2013-06-26 2015-01-01 Corning Incorporated Methods and apparatus for synthesis of stabilized zero valent nanoparticles
CN103480328A (zh) * 2013-09-05 2014-01-01 上海交通大学 用于分离放射性铯元素的复合吸附剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴俊杰: "介孔吸附剂SiO2/TiO2：CeO2的合成及其除氟性能", 《净水技术》 *
徐应明等: "活性氧化铈/介孔分子筛除氟剂对环境水体的脱氟行为研究", 《农业环境保护》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108144576A (zh) * 2018-02-26 2018-06-12 中南大学 一种氟吸附剂以及从含氟水中脱除回收氟的方法
CN108499518A (zh) * 2018-04-17 2018-09-07 广西大学 氧化铈改性多孔硅基微球吸附剂的制备及其应用
CN108499518B (zh) * 2018-04-17 2020-12-08 广西大学 氧化铈改性多孔硅基微球吸附剂的制备及其应用
CN113578287A (zh) * 2021-08-26 2021-11-02 中南大学 一种氟吸附剂及其制备和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106830159A (zh) 一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法
CN106732818A (zh) 基于二氧化钛的双层中空材料及其制备方法与在硫化氢光催化处理中的应用
CN104623973B (zh) 一种改性石英砂及其改性方法
CN105149011B (zh) 绿泥石介孔复合材料和负载型催化剂及其制备方法和应用以及环己酮甘油缩酮的制备方法
CN111359582A (zh) 一种石墨烯复合气凝胶除甲醛材料及制备方法
CN108745326A (zh) 三维有序多孔炭材料的制备工艺及其中间体的制备工艺
CN110292912B (zh) 一种mof衍生的簇状铈基除磷吸附剂及其制备方法
CN108043368A (zh) 一种树脂基二氧化碳吸附剂的制备方法
CN104801267A (zh) 一种球形二氧化硅基核壳结构吸附剂及其制备方法和应用
CN108380223B (zh) 一种基于TiO2/SiO2骨架的四元光子晶体材料及其制备方法
CN108435143B (zh) 一种高亲水性吸附剂、制备及吸附铷离子或锂离子的应用
CN108640102B (zh) 一种空心碳球微纳团聚体/硫复合材料的制备方法及其应用
CN108147453A (zh) 一种新型二氧化钛微粒材料及其制备方法、在环保领域中的应用
CN112216834B (zh) 一种喷雾包覆制备改性无水氢氧化锂的方法
CN106185958B (zh) 疏水介孔硅的制备方法及其在制备防水彩色涂层中的应用
CN110078376B (zh) 多孔玻璃材料的制备方法、由该方法制备的多孔玻璃材料及其应用
CN108707248B (zh) 一种阻燃的超疏水三聚氰胺海绵的制备方法
WO2023123139A1 (zh) 一种复合微球的制备方法及由其制备的复合微球和应用
CN106423049A (zh) 一种用于吸收co2的改性钙基吸收剂及其制备方法
TWI448300B (zh) 具奈米銀之多孔性抗菌複合材料的製備方法
JP5059428B2 (ja) 二元細孔シリカの製造方法
CN107876002B (zh) 一种景观水用吸附材料的制备方法及所得产品和应用
CN110041012B (zh) 一种具有降解汽车尾气功能的高性能沥青路面材料及其制备方法
CN110437720A (zh) 一种室内有害气体吸附型水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN105688602A (zh) 一种聚苯胺基脱硫脱硝吸收剂及其制备方法

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: 20170613

RJ01 Rejection of invention patent application after publication