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

本发明专利技术属于环保技术领域，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。本发明专利技术提供的新型吸附剂由多孔性的球状SiO

【技术实现步骤摘要】
一种用于去除废水中氟离子的新型吸附剂及制备方法
本专利技术属于环保
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术针对当前CeO2吸附剂存在的缺点和不足，专利技术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。本专利技术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，本专利技术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：本专利技术采用多孔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。因此本专利技术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，对本专利技术作进一步说明：实施例11、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。以上所述为本专利技术的较佳实施例而已，但本专利技术不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本专利技术所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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CeO

【技术特征摘要】
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(N...

【专利技术属性】
技术研发人员：仓冈悦周，林锦，王晓龙，
申请(专利权)人：上海交通大学，浙江海盐力源环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31