负载型铁酸锰吸附剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及环保领域，公开了一种负载型铁酸锰吸附剂的制备方法及应用。负载型铁酸锰吸附剂的制备方法包括：(1)将酒糟与含有二价锰盐和三价铁盐混合液进行混合，混合的条件使得二价锰盐和三价铁盐形成铁酸锰，并负载于所述酒糟上，得到负载型铁酸锰吸附剂前体；(2)将所述负载型铁酸锰吸附剂前体干燥并焙烧后，得到负载型铁酸锰吸附剂。该吸附剂具有磁特性优良、比表面积大、表面活性位点高、化学稳定性好的优点，同时对对氨基苯胂酸的吸附效率高、吸附容量大。

Preparation and Application of Supported Manganese Ferrate Adsorbent

The invention relates to the field of environmental protection, and discloses a preparation method and application of a loaded manganese ferrite adsorbent. The preparation methods of the supported manganese ferrite adsorbent include: (1) mixing distiller's grains with mixed liquor containing divalent manganese salt and trivalent iron salt, the conditions of mixing make divalent manganese salt and trivalent iron salt form manganese ferrite, and loading on the distiller's grains to obtain the precursor of the loaded manganese ferrite adsorbent; (2) drying and calcining the precursor of the loaded manganese ferrite adsorbent, and obtaining the loaded ferric acid. Manganese adsorbent. The adsorbent has the advantages of good magnetic properties, large specific surface area, high surface active sites and good chemical stability. At the same time, the adsorbent has high adsorption efficiency and large adsorption capacity for p-aminobenzoic acid.

【技术实现步骤摘要】
负载型铁酸锰吸附剂的制备方法及应用
本专利技术涉及环保领域，具体涉及一种负载型铁酸锰吸附剂的制备方法及应用。
技术介绍
长期以来，水体中的砷对人体健康的危害一直是人们关注的焦点。研究表明，长时间饮用含低砷浓度的水也会导致很多疾病的发生，因此水中砷的去除方法一直是环境领域研究的热门课题。目前，去除废水中污染物的方法主要有：化学沉淀或絮凝法、膜技术、电解还原、催化降解、离子交换和吸附法，其中吸附法因其操作方便，吸附剂的种类多样、运行周期短、处理效率高等优势而被广泛应用。在众多的含砷化合物中，对氨基苯胂酸是一种新型有机砷化合物，被广泛用于动物饲料的添加剂。然而近几年的研究发现，有机砷化合物只有极小一部分才能在动物体内被代谢或吸收，其余部分会原封不动地以粪便和尿液的形式排泄，其中砷含量超过40mg/kg，这些水溶性的对氨基苯胂酸经粪便排泄后，30天内通过生物和非生物途径降解为高毒性无机砷，导致土壤和地下水砷污染严重，影响人体健康。因此，去除水溶液中的对氨基苯胂酸也成为国内外研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的动物饲料中对氨基苯胂酸造成水体污染的问题，提供一种负载型铁酸锰吸附剂及其制备方法，该吸附剂具有磁特性优良、比表面积大、表面活性位点高、化学稳定性好的优点，同时对对氨基苯胂酸的吸附效率高、吸附容量大。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种负载型铁酸锰吸附剂的制备方法，该方法包括：(1)将酒糟在含有二价锰盐和三价铁盐混合液中进行混合，混合的条件使得二价锰盐和三价铁盐形成铁酸锰，并负载于所述酒糟上，得到负载型铁酸锰吸附剂前体；(2)将所述负载型铁酸锰吸附剂前体干燥并焙烧后，得到负载型铁酸锰吸附剂。优选地，步骤(1)中所述混合的条件包括：pH为9-11、温度为50-70℃、时间为3-5h。优选地，步骤(1)中基于100重量份的三价铁盐，所述酒糟的用量为30-90重量份，所述二价锰盐的用量为15-70重量份。优选地，步骤(1)中所述二价锰盐选自硫酸锰和/或氯化锰，所述三价铁盐选自氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的至少一种。优选地，步骤(2)中还包括在所述干燥前对所述负载型铁酸锰吸附剂前体进行洗涤。优选地，步骤(2)中所述干燥的温度为90-110℃、时间为20-30h，所述焙烧的条件包括：在惰性气体环境下、温度为600-800℃、时间为0.5-2h。优选地，该方法还包括对所述负载型铁酸锰吸附剂进行研磨、洗涤、干燥，获得最终产品。优选地，所述研磨包括将所述负载型铁酸锰吸附剂研磨至粒度为100目以上，所述洗涤的条件包括采用超纯水洗涤至清洗液的pH为6.5-7.0，所述干燥的温度为90-110℃。本专利技术第二方面提供由上述方法制备的负载型铁酸锰吸附剂。本专利技术第三方面提供由上述方法制备的负载型铁酸锰吸附剂在脱除对氨基苯胂酸中的应用。通过上述技术方案，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂以酒糟作为吸附剂载体，利用二价锰盐和三价铁盐合成铁酸锰并负载于载体上，形成负载型铁酸锰吸附剂前体，通过焙烧使酒糟转化为生物炭，使得生物炭与铁酸锰较好地负载在一起，使吸附剂具有疏松多孔的结构；2、本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂具有优良的磁特性，因此在吸附完成后可借助外部磁场作用实现与液相的快速分离，避免了离心或过滤分离带来的不便，方便回收利用，降低了操作难度和成本，提高了吸附效率；3、本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂具有比较疏松多孔的结构、明显的颗粒分布、高比表面积，有一定的水溶性和分散性，提供了较多的活性位点，对对氨基苯胂酸具有很好的吸附性能；4、本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂制备工艺简单、成本低廉，适合于大规模生产应用；5、本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂可吸附并去除水体中的对氨基苯胂酸，且吸附效率高，条件易控制，化学性质稳定，能广泛用于含对氨基苯胂酸的水体。附图说明图1是本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂的扫描电子显微镜图；图2是本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂的透射电镜图；图3是本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂对对氨基苯胂酸的吸附效率随pH值变化的关系示意图；图4是本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂对对氨基苯胂酸的吸附效率随温度变化的关系示意图；图5是本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂对对氨基苯胂酸的吸附效率随吸附时间变化的关系示意图；图6是本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂对对氨基苯胂酸的吸附效率随对氨基苯胂酸初始浓度变化的关系示意图；图7是本专利技术的负载型铁酸锰吸附剂对对氨基苯胂酸的吸附效率随吸附剂用量变化的关系示意图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供一种负载型铁酸锰吸附剂的制备方法该方法包括：(1)将酒糟在含有二价锰盐和三价铁盐混合液中进行混合，混合的条件使得二价锰盐和三价铁盐形成铁酸锰，并负载于所述酒糟载体上，得到负载型铁酸锰吸附剂前体；(2)将所述负载型铁酸锰吸附剂前体干燥并焙烧后，得到负载型铁酸锰吸附剂。优选地，步骤(1)中所述混合的条件包括：pH为9-11、温度为50-70℃、时间为3-5h。本专利技术中，酒糟指的是米、麦、高梁等酿酒后剩余的残渣。为了更加有利于在所述酒糟载体上的吸附，酒糟与二价锰盐和三价铁盐的混合过程优选为：将酒糟与超纯水混合，在22-28℃条件下，搅拌20-35min，然后将二价锰盐和三价铁盐加入到混合完全的酒糟水中，待固体全部溶解后加入强碱溶液调节pH值到9-11，将得到的混合物放入到恒温干燥箱中进行反应，其中所述强碱溶液优选为5mol/L的氢氧化钠溶液，更有利于铁酸锰的形成与负载。优选地，步骤(1)中基于100重量份的三价铁盐，所述酒糟的用量为30-90重量份，具体可以为30重量份、40重量份、50重量份、60重量份、70重量份、80重量份、90重量份，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值，所述二价锰盐的用量为15-70重量份，具体可以为15重量份、25重量份、35重量份、45重量份、55重量份、65重量份、70重量份，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。优选地，步骤(1)中所述二价锰盐选自硫酸锰和/或氯化锰，所述三价铁盐选自氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的至少一种。优选地，步骤(2)中还包括在所述干燥前对所述负载型铁酸锰吸附剂前体进行洗涤，洗涤优选采用超纯水进行多次洗涤后抽滤。优选地，步骤(2)中所述干燥的温度为90-110℃，具体可以为90℃、95℃、100℃、105℃、110℃，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值，时间为20-30h，具体可以为20h、22h、24h、26h、28h、30h，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。所述焙烧的条件包括：在惰性气体环境下、温度为600-800℃，具体可以为600℃、650℃、700℃、750℃、800℃，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值，焙烧时间为0.5-2h，具体可以为0.5h、1h、1.5h、2h，以及这些点值中的任意两个所构成的范围内的任意值。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载型铁酸锰吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将酒糟与含有二价锰盐和三价铁盐混合液进行混合，混合的条件使得二价锰盐和三价铁盐形成铁酸锰，并负载于所述酒糟上，得到负载型铁酸锰吸附剂前体；(2)将所述负载型铁酸锰吸附剂前体干燥并焙烧后，得到负载型铁酸锰吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种负载型铁酸锰吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将酒糟与含有二价锰盐和三价铁盐混合液进行混合，混合的条件使得二价锰盐和三价铁盐形成铁酸锰，并负载于所述酒糟上，得到负载型铁酸锰吸附剂前体；(2)将所述负载型铁酸锰吸附剂前体干燥并焙烧后，得到负载型铁酸锰吸附剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合的条件包括：pH为9-11、温度为50-70℃、时间为3-5h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中基于100重量份的三价铁盐，所述酒糟的用量为30-90重量份，所述二价锰盐的用量为15-70重量份。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述二价锰盐选自硫酸锰和/或氯化锰，所述三价铁盐选自氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的至少一种。5.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：周耀渝，陈禹欣，李培培，吴世康，杨远，罗琳，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43