CN113713770A - 复合型吸附材料及其制备方法和应用、复合型吸附材料的回收再利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水净化技术领域,具体涉及复合型吸附材料及其制备方法和应用、复合型吸附材料的回收再利用方法。本发明提供了一种复合型吸附材料,所述复合型吸附材料包括载体、金属离子和磁性颗粒;所述金属离子和磁性颗粒负载于载体的表面或孔隙结构中。本发明提供的复合型吸附材料在将污水中的持久性有机污染物进行吸附后,利用载体上负载的磁性颗粒通过磁分离的方式从污水中分离,实现将污水中持久性有机污染物去除;而载体上的金属离子,能够催化持久性有机污染物进行氧化降解,分解去除复合型吸附材料上的持久性有机污染物;氧化降解后复合型吸附材料能够回收进行重复再利用。
Description
技术领域
本发明属于污水净化技术领域,具体涉及复合型吸附材料及其制备方法和应用、复合型吸附材料的回收再利用方法。
背景技术
持久性有机污染物(POPs)具有难降解性、可远距离传输性、生物累积性和致癌致突变性等特性,对生物威胁性强,去除难度大,因此有效去除POPs对水体环境质量改善显得尤为重要和紧迫。
传统的物理法去除持久性有机污染物主要包括吸附法、絮凝沉淀法和膜分离法,利用材料和持久性有机污染物分子之间的相互作用,达到分离和去除污染物的目的。对于其中的吸附法来说,常用的吸附剂主要是膨润土,一方面可以通过静电作用吸附持久性有机污染物,同时还可以通过Si-O-Si及Al-O-Al断键形成的吸附中心与有机污染物形成共价键。经过长时间的使用后,吸附剂达到饱和进而失去吸附性能。如果直接丢弃会造成资源的浪费,而且吸附了有毒物质的吸附剂未经处理直接堆放或者掩埋也会产生新的环保问题。因此吸附剂的再生具有十分重要的经济意义和环保价值。
目前传统的再生方法主要是热再生技术,采用热再生技术虽然能够去除吸附的持久性有机污染物,但是在热再生的同时会对吸附剂的结构造成破坏,使得回收得到的吸附剂的吸附性能降低,回收利用率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合型吸附材料及其制备方法和应用,本发明提供的复合型吸附材料能够重复利用,且回收利用率高。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种复合型吸附材料,所述复合型吸附材料包括载体、金属离子和磁性颗粒;
所述金属离子和磁性颗粒负载于载体的表面或孔隙结构中。
优选的,所述载体包括膨润土、活性炭、生物质炭、高岭土和海泡石中的一种或几种。
优选的,所述金属离子包括锌离子、铜离子、铝离子、钴离子、镍离子和锰离子中的一种或几种;
所述金属离子在载体上的吸附量为5~50mg/g;所述金属离子的质量以金属元素的质量计。
优选的,所述磁性颗粒包括四氧化三铁;
所述磁性颗粒和载体的质量比为1:5~1:15。
优选的,所述载体为疏水改性的载体。
本发明还提供了上述技术方案所述的复合型吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
将载体和金属盐溶液混合后,在保护气氛中进行焙烧,得到负载有金属离子的载体;
在所述负载有金属离子的载体表面生长磁性颗粒,得到所述复合型吸附材料。
优选的,所述金属盐溶液中的金属盐包括锌盐、铜盐、铝盐、钴盐、镍盐和锰盐中的一种或几种;
所述金属盐溶液的浓度为0.1~2.0mol/L;
所述载体和金属盐溶液的用量比为1~10g:10mL;
所述焙烧的温度为100~900℃,时间为0.5~10h。
优选的,生长所述磁性颗粒后,还包括将生长有磁性颗粒的载体进行疏水化处理;
所述疏水化处理的过程包括:
将生长有磁性颗粒的载体、疏水剂和极性有机溶剂混合,进行疏水化处理。
本发明还提供了上述技术方案所述的复合型吸附材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的复合型吸附材料在去除污水中持久性有机污染物中的应用。
本发明还提供了一种复合型吸附材料的回收再利用方法,包括以下步骤:
将吸附有持久性有机污染物的复合型吸附材料中的持久性有机污染物进行氧化降解后,回收所述复合型吸附材料进行再利用。
本发明提供了一种复合型吸附材料,所述复合型吸附材料包括载体、金属离子和磁性颗粒;所述金属离子和磁性颗粒负载于载体的表面或孔隙结构中。本发明提供的复合型吸附材料在将污水中的持久性有机污染物进行吸附后,利用载体上负载的磁性颗粒通过磁分离的方式从污水中分离,实现将污水中持久性有机污染物去除的目的;而载体上的金属离子,能够催化持久性有机污染物进行氧化降解,分解去除复合型吸附材料上的持久性有机污染物;氧化降解后复合型吸附材料能够回收进行重复再利用,且回收利用率高。
具体实施方式
本发明提供了一种复合型吸附材料,所述复合型吸附材料包括载体、金属离子和磁性颗粒;
所述金属离子和磁性颗粒负载于载体的表面或孔隙结构中。
在本发明中,所述载体优选包括膨润土、活性炭、生物质炭、高岭土和海泡石中的一种或几种,当所述载体为上述具体选择中的两种以上时,本发明对所述具体物质的比例没有特殊限定,按照任意比例混合均可。
在本发明中,所述载体优选为疏水改性的载体。
在本发明中,所述金属离子优选包括锌离子、铜离子、铝离子、钴离子、镍离子和锰离子中的一种或几种,当所述金属离子为上述具体选择中的两种以上时,本发明对所述具体物质的比例没有特殊限定,按照任意比例混合均可。在本发明中,所述金属离子的质量以金属元素的质量计,所述金属离子在载体上的吸附量优选为5~50mg/g,进一步优选为10~45mg/g,更优选为15~40mg/g。在本发明中,所述金属离子分布于所述载体的表面或孔隙结构中。
在本发明中,所述磁性颗粒优选包括四氧化三铁。在本发明中,所述磁性颗粒和载体的质量比优选为1:5~1:15,进一步优选为1:6~1:14,更优选为1:7~1:13。
本发明还提供了上述技术方案所述的复合型吸附材料的制备方法,包括以下步骤:
将载体和金属盐溶液混合后,在保护气氛中进行焙烧,得到负载有金属离子的载体;
在所述负载有金属离子的载体表面生长磁性颗粒,得到所述复合型吸附材料。
在本发明中,若无特殊说明,所有原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明将载体和金属盐溶液混合后,在保护气氛中进行焙烧,得到负载有金属离子的载体。
在本发明中,所述金属盐溶液的浓度优选为0.1~2.0mol/L,进一步优选为0.5~1.8mol/L,更优选为1.0~1.5mol/L。
在本发明中,所述金属盐溶液中的金属盐优选包括锌盐、铜盐、铝盐、钴盐、镍盐和锰盐中的一种或几种,当所述金属盐为上述具体选择中的两种以上时,本发明对所述具体物质的比例没有特殊限定,按照任意比例混合均可。在本发明中,所述金属盐优选为可溶性金属盐,进一步优选包括盐酸盐、硫酸盐或硝酸盐。
在本发明中,所述载体的种类和上述技术方案中所述载体的种类相一致,在此不再赘述。
进行所述混合前,本发明还优选包括对所述载体进行预处理。
在本发明中,所述预处理的过程优选包括:将所述载体和预处理溶液混合,得到预处理载体。
在本发明中,所述预处理溶液优选包括可溶性的碱金属盐溶液或可溶性的碱土金属盐溶液;所述可溶性的碱金属盐溶液优选包括钠盐溶液,进一步优选包括氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液;所述可溶性的碱土金属盐溶液优选包括钙盐溶液或镁盐溶液,所述钙盐溶液进一步优选包括硝酸钙溶液或氢氧化钙溶液;所述镁盐溶液进一步优选包括氢氧化镁溶液或氯化镁溶液。
在本发明中,所述预处理溶液的浓度优选为0.1~2mol/L,进一步优选为0.5~1.5mol/L,更优选为0.8~1.2mol/L。在本发明中,所述载体和预处理溶液的用量比优选为1g:1~100mL,进一步优选为1g:5~95mL,更优选为1g:10~90mL。
在本发明中,所述预处理的温度优选为25~120℃,进一步优选为30~115℃,更优选为35~110℃。在本发明中,所述预处理优选在搅拌的方式进行。在本发明中,当采用搅拌的方式进行时,所述搅拌的转速优选为0~400r/min,进一步优选为50~350r/min,更优选为100~300r/min。在本发明中,所述预处理的时间优选为0.5~8h,进一步优选为1~7h,更优选为2~6h。
所述预处理完成后,本发明还优选包括对预处理得到的反应液进行后处理,所述后处理优选包括依次进行的分离、干燥和研磨。
在本发明中,所述分离的方式优选为过滤或离心。本发明对所述过滤或离心的过程没有特殊要求,采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中,所述干燥的温度优选为50~100℃,进一步优选为55~95℃,更优选为60~90℃;时间优选为1~24h,进一步优选为2~23h,更优选为3~22h。本发明对所述研磨的过程和研磨后的粒径没有特殊要求,采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中,所述预处理能够使得载体表面润胀,并活化载体表面的基团,进一步增加载体表面金属离子的负载位点。
在本发明中,所述载体和金属盐溶液的用量比优选为1~10g:10mL,进一步优选为2~9g:10mL,更优选为3~7g:10mL。
在本发明中,所述混合优选在搅拌的条件下。在本发明中,所述搅拌的转速优选为100~400rpm,进一步优选为150~350rpm,更优选为200~300rpm;时间优选为0.5~24h,进一步优选为2~22h,更优选为3~21h;温度优选为25~90℃,进一步优选为30~85℃,更优选为35~80℃。在本发明中,所述搅拌优选在恒温振荡器中进行。
所述混合完成后,本发明还优选包括对混合后得到的反应液进行后处理,所述后处理优选包括依次进行的过滤、洗涤和干燥。本发明对所述过滤的过程没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中,所述洗涤采用的洗涤剂优选为蒸馏水。本发明对所述洗涤的过程没有特殊要求,采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中,所述干燥的温度优选为50~100℃,进一步优选为55~95℃,更优选为60~90℃;时间优选为1~24h,进一步优选为2~23h,更优选为3~22h。
在本发明中,所述焙烧包括依次进行的第一焙烧和第二焙烧。在本发明中,所述第一焙烧的温度优选为100~300℃,进一步优选为120~280℃,更优选为150~250℃;时间优选为0.5~5h,进一步优选为1~4.5h,更优选为1.5~4h。在本发明中,所述第二焙烧的温度优选为300~900℃,进一步优选为350~850℃,更优选为400~800℃;时间优选为0.5~24h,进一步优选为1~23h,更优选为2~22h。在本发明中,所述第一焙烧和第二焙烧的升温速度独立的优选为5~10℃/min,进一步优选为6~9℃/min,更优选为7~8℃/min。在本发明中,所述焙烧优选在保护气氛下进行,进一步优选在惰性气体或氮气气氛下进行。在本发明中,所述焙烧优选在真空管式炉中进行。
所述焙烧完成后,本发明优选对焙烧得到的产物进行后处理,所述后处理优选包括依次进行的洗涤和干燥。在本发明中,所述洗涤采用的洗涤剂优选为蒸馏水,所述洗涤的次数优选为3次。本发明对所述干燥的方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中,通过在载体上负载金属离子能够进一步催化加速对吸附在所述复合型吸附材料上的持久性有机污染物的氧化降解。
得到所述负载有金属离子的载体后,本发明在所述负载有金属离子的载体表面生长磁性颗粒,得到所述复合型吸附材料。
在本发明中,所述生长磁性颗粒的方法优选包括以下步骤:将负载有金属离子的载体、含磁性金属离子溶液和碱性溶液混合,进行共沉淀反应,得到生长有磁性颗粒的载体。
在本发明中,所述含磁性金属离子溶液优选为含铁离子溶液;所述含铁离子溶液优选为含Fe2+和Fe3+溶液。在本发明中,所述含铁离子溶液的浓度优选为0.1~2mol/L,进一步优选为0.2~1.8mol/L,更优选为0.5~1.5mol/L。在本发明中,所述含铁离子溶液中Fe2+和Fe3+的摩尔比优选为1:2。在本发明中,所述负载有金属离子的载体和含铁离子溶液的用量比优选为2~20g:100mL,进一步优选为4~18g:100mL,更优选为6~16g:100mL.
在本发明中,所述碱性溶液优选为氨水溶液或氢氧化钠溶液,所述氨水溶液的质量浓度优选为25%;所述氢氧化钠的摩尔浓度优选为0.1~1mol/L,进一步优选为0.2~0.9mol/L,更优选为0.3~0.8mol/L。
在本发明中,所述混合的过程优选为:将所述负载有金属离子的载体和磁性金属离子溶液进行混合后,滴加碱性溶液,直至反应液的pH值为9~10为止。
本发明对所述负载有金属离子的载体和磁性金属离子溶液混合的方式没有特殊要求,采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中,所述滴加的速度优选为50~300mL/h,进一步优选为60~290mL/h,更优选为70~280mL/h。在本发明中,所述滴加优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速优选为100~400rpm,进一步优选为150~350rpm,更优选为200~300rpm;时间优选为0.5~3h,进一步优选为1~2.5h,更优选为1.5~2h。
在本发明中,所述共沉淀反应的温度优选为25~80℃,进一步优选为30~75℃,更优选为35~70℃。
所述共沉淀反应完成后,本发明优选对反应得到的反应液进行后处理,所述后处理优选包括依次进行的离心分离、洗涤和干燥。本发明对所述离心分离的过程没有特殊要求,采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中,所述洗涤采用的洗涤剂优选为去离子水。本发明对所述洗涤的过程没有特殊要求,能够得到中性的产物即可。本发明对所述干燥的过程没有特殊要求,只要能够得到干燥的产物即可。在本发明中,通过在载体表面生长磁性颗粒能够将所述吸附有持久性有机污染物的复合型载体通过磁分离的方式从污水中分离出来,减少污染物在污水中的存量,达到净化污水的目的。
所述生长完磁性颗粒后,本发明还优选包括将生长有磁性颗粒的载体进行疏水化处理。在本发明中,所述疏水化处理的过程优选包括:将所述生长有磁性颗粒的载体、疏水剂和极性有机溶剂混合,进行疏水化处理。
在本发明中,所述疏水剂优选包括阳性皂、卤代烷烃、有机硅酸酯和有机硅氧烷中的一种或几种;所述阳性皂优选包括十六烷基三甲溴化铵;所述有机硅酸酯优选包括正硅酸乙酯;所述有机硅氧烷优选包括十八烷基三氯硅烷或三甲基氯硅烷;当所述疏水剂为上述具体选择中的两种以上时,本发明对所述具体物质的比例没有特殊要求,采用本领域技术人员熟知的即可。
在本发明中,所述极性有机溶剂优选包括乙醇或N,N-二甲基甲酰胺。
在本发明中,所述载体和极性有机溶剂的用量比优选为1g:1~10mL,进一步优选为1g:2~9mL,更优选为1g:3~8mL。在本发明中,所述疏水剂和极性有机溶剂的体积比优选为1:1~5,进一步优选为1:2~4,更优选为1:3。
在本发明中,所述疏水化处理的时间优选为1~24h,进一步优选为5~20h,更优选为8~18h。在本发明中,所述预处理的方式优选为浸泡。
所述疏水化处理完成后,本发明还优选包括对疏水化处理的产物进行干燥处理。在本发明中,所述干燥的时间优选为100~130℃,进一步优选为105~125℃,更优选为110~120℃;时间优选为1~3h,进一步优选为2h。在本发明中,所述干燥优选在烘箱中进行。在本发明中,所述疏水化处理能够进一步增加复合型吸附材料对于持久性有机污染物的吸附量。
本发明还提供了上述技术方案所述的复合型吸附材料或上述技术方案所述的制备方法制备得到的复合型吸附材料在去除污水中持久性有机污染物中的应用。
在本发明中,所述应用优选包括以下步骤:
将复合型吸附材料在含有持久性有机污染物的污水中浸泡后,分离,得到吸附有持久性有机污染物的复合型吸附材料。
本发明将复合型吸附材料在含有持久性有机污染物的污水中浸泡后,分离,得到吸附有持久性有机污染物的复合型吸附材料。
在本发明中,所述含有持久性有机污染物的污水中的持久性有机污染物优选包括全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)或亚甲基蓝。在本发明中,所述含有持久性有机污染物的污水的浓度优选为0.01~500mg/L,进一步优选为0.05~490mg/L,更优选为0.1~485mg/L。
在本发明中,所述复合型吸附材料和含有持久性有机污染物的污水的用量比优选为0.5~10g:1L,进一步优选为1~9g:1L,更优选为2~8g:1L。
在本发明中,所述浸泡优选在搅拌条件下进行。在本发明中,所述搅拌的转速优选为100~400rpm,进一步优选为150~350rpm,更优选为200~300rpm;时间优选为0.5~10h,进一步优选为1~9h,更优选为2~8h。在本发明中,所述搅拌优选在恒温水浴锅或恒温振荡器中进行。
在本发明中,所述分离的方式优选为磁分离。
在本发明中,所述复合型吸附材料对所述持久性有机污染物的吸附率优选为≥85%。
本发明还提供了一种复合型吸附材料的回收再利用方法,包括以下步骤:
将吸附有持久性有机污染物的复合型吸附材料中的持久性有机污染物进行氧化降解后,回收所述复合型吸附材料进行再利用。
本发明将吸附有持久性有机污染物的复合型吸附材料中的持久性有机污染物进行氧化降解后,回收所述复合型吸附材料进行再利用。
在本发明中,所述氧化降解的方式优选包括:将所述吸附有持久性有机污染物的复合型吸附材料和含有氧化剂的电解质溶液混合,进行氧化降解反应。
在本发明中,所述电解质溶液优选为氯化钠溶液或硫酸钠溶液。在本发明中,所述电解质溶液的摩尔浓度优选为0.01~0.5mol/L,进一步优选为0.1~0.45mol/L,更优选为0.15~0.4mol/L。
在本发明中,所述氧化剂包括臭氧和/或双氧水。在本发明中,当所述氧化剂为双氧水时,所述双氧水和电解质溶液的体积比优选为50~300mL:1L,进一步优选为100~250mL:1L,更优选为150~200mL:1L。在本发明中,当所述氧化剂为臭氧时,所述臭氧和电解质溶液的用量比优选为50~150mg:1L,进一步优选为60~140mg:1L,更优选为70~130mg:1L。在本发明中,当所述氧化剂为双氧水和臭氧时,所述双氧水、臭氧和电解质溶液的用量比优选为50~200mL:50~100mg:1L,进一步优选为60~180mL:60~90mg:1L,更优选为70~170mL:70~80mg:1L。
在本发明中,所述吸附有持久性有机污染物的复合型吸附材料和所述含有氧化剂的电解质溶液的固液比优选为1g:1~500mL,进一步优选为1g:10~490mL,更优选为1g:20~480mL。在本发明中,所述氧化降解反应优选在搅拌的条件下进行。在本发明中,所述搅拌的转速优选为100~300r/min,进一步优选为150~250r/min,更优选为160~240r/min;时间优选为0.5~3h,进一步优选为1~2.5h,更优选为1.5~2h。在本发明中,所述氧化降解反应的温度优选为室温。
所述氧化降解完成后,本发明优选采用过滤或离心方式将所述复合型吸附材料分离,回收所述复合型吸附材料进行再利用。
在本发明中,在将所述复合型吸附材料进行分离后,还优选包括将得到的复合型吸附材料进行疏水化处理。在本发明中,所述疏水化处理的步骤和上述技术方案的一致,在此不再赘述。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的复合型吸附材料及其制备方法和应用、复合型吸附材料的回收再利用方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将15g膨润土和150mL 0.1mol/L的氯化钠溶液混合,在25℃下,以300r/min的转速搅拌3h,然后依次经过滤、干燥和研磨,得到预处理膨润土;
将10g预处理膨润土和100mL浓度为0.5mol/L的含Cu2+、Mn2+和Co2+的盐溶液混合,然后在80℃下,150rpm的转速下搅拌2h,经离心后在温度为60℃干燥24h,将干燥得到物料在置于真空管式炉中在200℃下焙烧1h,在500℃下焙烧1.5h,得到负载有铜离子、锰离子和钴离子的膨润土;
将8g负载有铜离子、锰离子和钴离子的膨润土和50mL浓度为0.5mol/L的含Fe2+和Fe3+溶液(其中Fe2+和Fe3+的摩尔比优选为1:2)混合后,在200rpm的转速下,以50mL/h的速度滴加质量浓度为25%的氨水至反应液的pH值为9,然后继续搅拌0.5h后,对反应液进行离心分离,将分离得到的物料采用去离子水洗涤至中性,干燥后得到生长有磁性颗粒的载体;
将5g生长有磁性颗粒的载体、5mL十六烷基三甲溴化铵和20mL乙醇混合,静置7h,然后在100℃下干燥1h,得到复合型吸附材料。
实施例2
将20g生物质炭和400mL 0.1mol/L的硝酸钙溶液混合,在25℃下,以200r/min的转速搅拌5h,然后依次经过滤、干燥和研磨,得到预处理活性炭;
将10g预处理生物质炭和50mL浓度为0.5mol/L的含Zn2+的盐溶液混合,然后在80℃下,以200rpm的转速为搅拌3h,经离心后在温度为80℃干燥18h,将干燥得到物料在置于真空管式炉中在200℃下焙烧0.5h,在550℃下焙烧2h,得到负载有锌离子的活性炭;
将5g负载有锌离子的生物质炭和50mL浓度为1mol/L的含Fe2+和Fe3+溶液(其中Fe2+和Fe3+的摩尔比优选为1:2)混合后,在250rpm的转速下,以80mL/h的速度滴加浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液至反应液的pH值为9以上,然后继续搅拌0.5h后,对反应液进行离心分离,将分离得到的物料采用去离子水洗涤至中性,干燥后得到生长有磁性颗粒的载体;
将4g生长有磁性颗粒的载体和5mL正硅酸乙酯、5mL十八烷基三氯硅烷和20mLN,N-二甲基甲酰胺混合,静置5h,然后在100℃下干燥1h,得到复合型吸附材料。
应用例1
将0.5g实施例1得到的复合型吸附材料和200mL浓度为400mg/L亚甲基蓝溶液混合,然后在水浴振荡器中吸附5h后,通过磁分离的方式将吸附有亚甲基蓝的复合型吸附材料进行分离;所述复合型吸附材料对亚甲基蓝的吸附率为92.5%;
将0.5g吸附有亚甲基蓝的复合型吸附材料和30mL含双氧水的氯化钠溶液(其中双氧水和氯化钠溶液的体积比为1:10)混合后,在室温下、以100r/min的搅拌速度搅拌30min,氧化降解完成后通过离心的方式将复合型吸附材料进行分离;所述亚甲基蓝的氧化降解率为97.5%;
将0.5g分离得到的复合型吸附材料、5mL十六烷基三甲溴化铵和20mL乙醇混合后静置5h,然后在100℃下干燥5h得到回收的复合型吸附材料,将回收得到的复合型吸附材料重新应用于亚甲基蓝的吸附,循环5次后,复合型吸附材料对亚甲基蓝的吸附率为91.1%,亚甲基蓝的氧化降解率为96.7%。
应用例2
将0.5g实施例2得到的复合型吸附材料和100mL浓度为100mg/LPFOs溶液混合,然后在水浴振荡器中吸附24h后,通过磁分离的方式将吸附有PFOs的复合型吸附材料进行分离;所述复合型吸附材料对PFOs的吸附率为90.5%;
将0.5g吸附有PFOs的复合型吸附材料和50mL含双氧水的氯化钠溶液(其中双氧水和氯化钠溶液的体积比为1:5)混合后,在室温下、以100r/min的搅拌速度搅拌30min,氧化降解完成后通过过滤收集的方式将复合型吸附材料进行分离;所述PFOs的氧化降解率为92.5%;
将0.5g分离得到的复合型吸附材料、5mL十六烷基三甲溴化铵和20mL乙醇混合后静置5h,然后在100℃下干燥5h得到回收的复合型吸附材料,将分离得到的复合型吸附材料重新应用PFOs的吸附,循环3次后,复合型吸附材料对PFOs的吸附率为87.5%,PFOs的氧化降解率为90.8%。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种复合型吸附材料,其特征在于,所述复合型吸附材料包括载体、金属离子和磁性颗粒;
所述金属离子和磁性颗粒负载于载体的表面或孔隙结构中。
2.根据权利要求1所述的复合型吸附材料,其特征在于,所述载体包括膨润土、活性炭、生物质炭、高岭土和海泡石中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的复合型吸附材料,其特征在于,所述金属离子包括锌离子、铜离子、铝离子、钴离子、镍离子和锰离子中的一种或几种;
所述金属离子在载体上的吸附量为5~50mg/g;所述金属离子的质量以金属元素的质量计。
4.根据权利要求1所述的复合型吸附材料,其特征在于,所述磁性颗粒包括四氧化三铁;
所述磁性颗粒和载体的质量比为1:5~1:15。
5.根据权利要求1或2所述的复合型吸附材料,其特征在于,所述载体为疏水改性的载体。
6.权利要求1~5任一项所述复合型吸附材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将载体和金属盐溶液混合后,在保护气氛中进行焙烧,得到负载有金属离子的载体;
在所述负载有金属离子的载体表面生长磁性颗粒,得到所述复合型吸附材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述金属盐溶液中的金属盐包括锌盐、铜盐、铝盐、钴盐、镍盐和锰盐中的一种或几种;
所述金属盐溶液的浓度为0.1~2.0mol/L;
所述载体和金属盐溶液的用量比为1~10g:10mL;
所述焙烧的温度为100~900℃,时间为0.5~10h。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,生长所述磁性颗粒后,还包括将生长有磁性颗粒的载体进行疏水化处理;
所述疏水化处理的过程包括:
将生长有磁性颗粒的载体、疏水剂和极性有机溶剂混合,进行疏水化处理。
9.权利要求1~5任一项所述的复合型吸附材料或权利要求6~8任一项所述的制备方法制备得到的复合型吸附材料在去除污水中持久性有机污染物中的应用。
10.一种复合型吸附材料的回收再利用方法,其特征在于,包括以下步骤:
将吸附有持久性有机污染物的复合型吸附材料中的持久性有机污染物进行氧化降解后,回收所述复合型吸附材料进行再利用。
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