一种除磷膨润土的制备方法技术

本发明专利技术属于环境吸附材料技术领域，具体为一种除磷膨润土的制备方法。该方法以膨润土为原料，以无机锆盐水溶液为改性试剂，采用两步法，制备羟基锆改性膨润土附材料。将该材料用于水中的磷的吸附，实现了改性滤液的循环利用，为膨润土除磷吸附剂制备提供了一种方法。

Preparation of a kind of phosphorus removal bentonite

The invention belongs to the technical field of environmental adsorption material, and is specifically a preparation method of phosphorus removal bentonite. With bentonite as raw material and inorganic zirconium salt solution as modified reagent, the two step method was used to prepare hydroxyl zirconium modified bentonite attached material. This material is used for the adsorption of phosphorus in water, and the recycling of modified filtrate is realized, which provides a method for the preparation of bentonite dephosphorizing adsorbent.

【技术实现步骤摘要】
一种除磷膨润土的制备方法
本专利技术属于环境吸附材料
，具体为一种除磷膨润土的制备方法。
技术介绍
近年来，随着我国工农业的不断发展和城市生活水平的提高，工农业和生活污水排放量增加，水污染问题也愈发严重，许多自然水体都出现了富营养化现象，磷作为最小限制因子，是导致对水体富营养化的主要因素。因此，如何有效地去除污水中的磷，是当前我国环境保护和富营养化水体治理中需要解决问题之一。目前，用于污水中磷的去除方法主要有化学沉淀法、生物法、膜技术法和吸附法等，其中吸附法具备几乎不产生污泥，设备简单和操作方便等优点，而受到广泛关注。采用吸附法除磷关键是寻找一种环境友好、高效、易再生且廉价的吸附剂。膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的2：1型层状硅酸盐，作为常见天然矿物的一种，在我国储量丰富，地域分布广阔。此外，其化学性质稳定，层间含有丰富的Ca2+、Na+和K+，并具备较强的阳离子交换能力，但是，天然膨润土对磷的吸附能力较弱，因此需要对其改性提高其除磷能力。目前，以膨润土为原料制备磷吸附剂，使用较多的无机改性试剂主要是含Fe、含Al、含Ca和含La的无机盐，也有关于锆改性膨润土除磷材料的报道(姜博汇,林建伟,詹艳慧,等.不同锆负载量锆改性膨润土对水中磷酸盐吸附作用[J].环境科学,2017,38(6):2400-2411)，但且多采用一步法(浸渍或沉淀法)制备，而且，这些方法均未涉及改性滤液的回收再利用，在工艺的绿色环保以及资源的再利用方面存在缺陷。
技术实现思路
本专利技术正是基于改性滤液再利用的技术问题，提供一种除磷膨润土的制备方法。本专利技术制备的材料能有效除去废水中磷，更实现了改性滤液的循环利用，工艺绿色环保，提升本专利技术的实用价值。为了实现以上专利技术目的，本专利技术的具体技术方案如下：一种除磷膨润土的制备方法，其采用两步法制备羟基锆改性膨润土，具体制备方法包括以下步骤：1)以氧氯化锆或硝酸锆中的其中一种锆源，配置锆浓度范围为20.0-200.0mmol/L的含锆水溶液；2)称取10g膨润土，与100ml上述含锆水溶液于20℃~70℃，搅拌速率200rpm的条件下反应4-12h，得固液混合物；3）将步骤2）中的固液混合物经抽滤分离后，液相经锆含量检测后储存备用，记为改性滤液Ⅰ；固相于80℃恒温干燥12h，研磨后过筛备用，记为锆改性膨润土；4）将步骤3）得到的锆改性膨润土与50mL无水乙醇充分混合，记为混合物A。同时，将氢氧化钾溶解于一定体积的无水乙醇中，使得氢氧化钾浓度为0.01-0.1mol/L，记为混合物B，缓慢将10-100mL混合物B滴加到混合物A中，于搅拌速率200rpm条件下室温反应2-6h，经抽滤，经无水乙醇洗涤后，80℃恒温干燥12h后得到羟基锆改性膨润土。磷吸附量测定：准确称取一定质量的羟基锆改性膨润土，准确配置一定浓度的KH2PO4溶液(5~50mg/L)，于锥形瓶中室温震荡吸附24h，测定吸附材料的磷吸附量。经验证，该羟基锆改性膨润土对于含无机磷的城市生活污水中的磷，同样具有去除效果。在步骤3）中所得的滤液Ⅰ中补充一定量锆源配置成水溶液，与10g膨润土，按照步骤2）~4）重复操作，制备羟基锆改性膨润土，以实现对滤液I进行重复使用。本专利技术的积极效果体现在：本专利技术以膨润土为原料，采用两步法制备羟基锆改性膨润土附材料，实现了改性滤液的循环利用，工艺绿色环保，并能有效除去废水中磷，提升本专利技术的实用价值。附图说明：图1为本专利技术中所述除磷膨润土制备方法的工艺流程图；图2a1为膨润土原料的扫描电子显微镜图(SEM)；图2a2为膨润土原料的能谱谱图(EDS)图2b1为实施例1所制备的羟基锆改性膨润土的扫描电子显微镜图(SEM)；图2b2为实施例1所制备的羟基锆改性膨润土的能谱谱图(EDS)；图2c1为实施例1中的滤液经第2次循环后制备的羟基锆改性膨润土的扫描电子显微镜图(SEM)；图2c2为实施例1中的滤液经第2次循环后制备的羟基锆改性膨润土的能谱谱图(EDS)；图3为膨润土原料、实施例1所制备的羟基锆改性膨润土和滤液第2次循环制备的羟基锆改性膨润土的X射线衍射分析图。图4为膨润土原料、实施例1所制备的羟基锆改性膨润土和滤液第2次循环制备的羟基锆改性膨润土的磷吸附量。具体实施方式下面结合具体实施例和比较例进一步阐述本专利技术。应理解为，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解为，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1：一种除磷膨润土的制备方法，其包括以下步骤：1.称取10g的膨润土原料，与100ml锆浓度100.0mmol/L的氧氯化锆水溶液充分混合，在温度60oC，搅拌速率200rpm条件下反应4h。2.步骤1中固液混合物经抽滤后，液相为改性滤液Ⅰ，经锆含量检测后储存备用，固相于80oC恒温干燥12h，研磨后过筛备用，记为锆改性膨润土；3.将步骤2得到的锆改性膨润土与50mL无水乙醇充分混合，记为混合A。同时，将氢氧化钾溶解于一定体积的无水乙醇中，使得氢氧化钾浓度为0.05mol/L，记为混合B，缓慢将40mL混合B滴加到混合A中，于搅拌速率200rpm条件下室温反应4h，经抽滤，经无水乙醇洗涤后，80oC恒温干燥12h后得到羟基锆改性膨润土。经检测，初始磷酸浓度为20mg/L时，吸附量为4.2mg/g。4.在步骤2中所得的滤液Ⅰ中添加一定量氧氯化锆配置成水溶液，称取10g膨润土原料，按照步骤1~3重复操作，制备羟基锆改性膨润土，以实现对滤液进行重复使用。经检测，滤液经第2次和第4次循环后，所制备的羟基锆改性膨润土，磷吸附量分别为4.1mg/g和4.2mg/g。实施例2：一种除磷膨润土的制备方法，其包括以下步骤：1.称取10g的膨润土原料，与100ml锆浓度40.0mmol/L的硝酸锆水溶液充分混合，在温度50oC，搅拌速率200rpm条件下反应6h。2.步骤1中固液混合物经抽滤后，液相为改性滤液Ⅰ，液相经锆含量检测后储存备用，固相于80oC恒温干燥12h，研磨后过筛备用，记为锆改性膨润土；3.将步骤2得到的锆改性膨润土与50mL无水乙醇充分混合，记为混合A。同时，将氢氧化钾溶解于一定体积的无水乙醇中，使得氢氧化钾浓度为0.06mol/L，记为混合B，缓慢将60mL混合B滴加到混合A中，于搅拌速率200rpm条件下室温反应5h，经抽滤，经无水乙醇洗涤后，80oC恒温干燥12h后得到羟基锆改性膨润土。经检测，初始磷酸浓度为20mg/L时，吸附量为2.5mg/g。4.在步骤2中所得的滤液1添加一定量硝酸锆配置成锆浓度40.0mmol/L的水溶液，称取10g膨润土原料，按照步骤1~3重复操作，制备羟基锆改性膨润土，以实现对滤液进行重复使用。经检测，滤液经第2次和第4次循环后，所制备的羟基锆改性膨润土，磷吸附量分别为2.3mg/g和2.4mg/g。实施例3：一种除磷膨润土的制备方法，其包括以下步骤：1.称取10g的膨润土原料，与100ml锆浓度150.0mmol/L的氧氯化锆水溶液充分混合，在温度30oC，搅拌速率200rpm条件下反应12h。2.步骤1中固液混合物经抽滤后，液相为改性滤液Ⅰ，液相经锆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除磷膨润土的制备方法，其特征在于采用两步法制备羟基锆改性膨润土，具体包括以下步骤：1）以氧氯化锆或硝酸锆中的任意一种作为锆源，配置锆浓度范围为20.0‑200.0 mmol/L的含锆水溶液；2）称取10g膨润土，与100ml上述含锆水溶液于20℃~70℃，搅拌速率200rpm的条件下反应4‑12h，得固液混合物；3）将步骤2）中的固液混合物经抽滤分离后，液相经锆含量检测后储存备用，记为改性滤液Ⅰ；固相于80℃恒温干燥12h，研磨后过筛备用，记为锆改性膨润土；4）将步骤3）得到的锆改性膨润土与50mL无水乙醇充分混合，记为混合物A；同时，将氢氧化钾溶解于一定体积的无水乙醇中，使得氢氧化钾浓度为0.01‑0.1mol/L，记为混合物B，缓慢将2‑20 mL 混合物B滴加到混合物A中，于搅拌速率200rpm条件下室温反应2‑6 h，经抽滤，经无水乙醇洗涤后，80℃恒温干燥12h后得到羟基锆改性膨润土。

【技术特征摘要】
1.一种除磷膨润土的制备方法，其特征在于采用两步法制备羟基锆改性膨润土，具体包括以下步骤：1）以氧氯化锆或硝酸锆中的任意一种作为锆源，配置锆浓度范围为20.0-200.0mmol/L的含锆水溶液；2）称取10g膨润土，与100ml上述含锆水溶液于20℃~70℃，搅拌速率200rpm的条件下反应4-12h，得固液混合物；3）将步骤2）中的固液混合物经抽滤分离后，液相经锆含量检测后储存备用，记为改性滤液Ⅰ；固相于80℃恒温干燥12h，研磨后过筛备用，记为锆改性膨润土；4）将步骤3）得到的锆改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱程，张峰榛，刘兴勇，曹洪岩，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51