一种磁性氟离子吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种磁性氟离子吸附剂及其制备方法，吸附剂组分为同时含有Fe3O4、ZrO2-CeO2复合物和La2(C2O4)3三种，其制备方法在于：将表面以SiO2修饰好的纳米Fe3O4与助剂分散于含有氨水和乙醇的去离子水中，超声、搅拌混和均匀后加入ZrOCl2·8H2O和Ce(NO3)3·6H2O，反应后再加入硝酸镧，混合均匀后滴加草酸溶液。最后用磁铁收集产物，洗涤，烘干。所得吸附材料形貌规整，对水体中氟离子的吸附量大，并且具备磁性，无论是在材料的制备过程中，还是实际应用中，都可以依靠磁力方便地进行固液分离，所述吸附剂在处理大体积高浓度含氟废水方面有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，吸附剂组分为同时含有Fe3O4、ZrO2-CeO2复合物和La2(C2O4)3三种，其制备方法在于：将表面以SiO2修饰好的纳米Fe3O4与助剂分散于含有氨水和乙醇的去离子水中，超声、搅拌混和均匀后加入ZrOCl2·8H2O和Ce(NO3)3·6H2O，反应后再加入硝酸镧，混合均匀后滴加草酸溶液。最后用磁铁收集产物，洗涤，烘干。所得吸附材料形貌规整，对水体中氟离子的吸附量大，并且具备磁性，无论是在材料的制备过程中，还是实际应用中，都可以依靠磁力方便地进行固液分离，所述吸附剂在处理大体积高浓度含氟废水方面有广阔的应用前景。【专利说明】
本专利技术属于吸附材料
，具体涉及一种具有磁性的氟离子吸附剂及其制备方法。
技术介绍
饮用高氟水而引起的氟病是世界上分布最为广泛的地方病这一。我国较为普遍地存在地下水氟污染，除上海和海南外，其它省、市、自治区均有不同程度的氟中毒发生。国际上对于饮用水中的氟含量有严格要求，世界卫生组织规定饮用水中氟的允许浓度为0.6-1.5 mg/L，我国生活饮用水中氟的最高允许浓度为I mg/L。长期饮用含氟量高于1.5mg/L的高氟水可导致慢性氟中毒，对牙齿、骨骼、神经系统、消化系统、呼吸系统和生殖系统产生毒害。因此，发展高效的氟去除技术刻不容缓。 在众多的饮用水除氟方法中，吸附法因其简单、易操作、成本低而被认为是最有前途的方法。在吸附材料方面，稀土及一些过渡金属的氧化物等材料的氟离子吸附性能得到广泛关注，基于这类材料开发的新型氟离子吸附剂正成为当前的研究热点。例如，专利提出了含有一种与碳酸钙反应的盐酸水溶液以及一种稀土元素如铈、镧或其混和物等的水溶液的氟离子去除剂，但是其使用时还需要利用絮凝剂，从而使得操作复杂；专利提出了一种复合金属氧化物除氟吸附剂，其含有过渡金属、铝和稀土金属，铝作为该吸附剂最为有效的成份之一，可能导致适用PH范围较窄且铝易溶出致毒；专利提出了一种由活性凹凸棒粘土、食用明矾、氧化钙、硫酸钙和三氯异氰尿酸组成的吸附剂，虽然材料成本较低，但吸附剂吸附量较小，且需要复杂的絮凝、沉淀、澄清过滤等单元实现固液分离，操作复杂。 此外，目前常见的氟离子吸附剂通常需采取过滤、离心等手段实现固液分离，使得吸附饱和的吸附剂的回收费时费力。而吸附剂对污染物是起富集而非降解作用，达到吸附饱和后如果不能快速彻底地从被处理液分离，会对被处理液造成二次污染。磁性吸附材料能迅速地在外加磁场的作用下被富集，从而得到有效分离和回收，并且操作简便。本专利技术涉及的磁性氟离子吸附剂及其制备方法，同时含有Fe304、ZrO2-CeO2复合物和La2(C2O4)3三种组分，材料具有磁性方便回收，吸附量高达125 mg/g，所述材料及其制备方法未见相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，本文明是采用如下手段实现的:Cl)以水热法对纳米Fe3O4表面以S12进行修饰，修饰好的Fe3O4, P123和MgSO4溶解于去离子水中，再加入28%的浓氨水和乙醇，超声分散，搅拌均匀； (2)将ZrOCl2.8H20和Ce(NO3)3.6H20加到上述溶液中，搅拌均匀，将所得固体以磁铁分离，洗涤，用丙酮以索氏提取器回流后，所得固体为Fe3O4 OZrO2-CeO2，将其靠磁性分离，洗漆，干燥；(3)将Fe3O4 OZrO2-CeO2置于烧杯中，加入I mol/L的硝酸镧，混合均匀，搅拌一段时间后，将草酸溶于水中配成溶液，再将草酸溶液慢慢滴加到上述烧杯中，搅拌均匀，最后用磁铁收集产物，洗涤，烘干。 本专利技术所述磁性氟离子吸附剂，其特征组分同时含有Fe3CV ZrO2-CeO2复合物和La2 (C2O4) 3三种组分。 本专利技术所述制备Fe3O4OZrO2-CeO2时，所用辅料是表面活性剂P123和无机盐MgSO4,且 Fe3O4:P123 =MgSO4 的质量比为:1:0.5:0.5 至 I:0.5:2。 本专利技术所述制备Fe3O4OZrO2-CeO2时，所用Fe3O4的质量与ZrOCl2.8H20 加Ce(NO3)3.6H20的质量和之比为1:5至1:10。 本专利技术的优点是:所制备的氟离子吸附材料具有高效的除氟性能，最大吸附量可达125mg/g，并且，材料具有磁性，可以很方便地利用磁力对吸附剂进行回收，这使得无论是在材料的制备过程中，还是材料的实际应用中，简化了固液分离的过程，使得材料适合于大范围推广应用。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术之实施例1所得到的吸附材料的扫描电镜图。 图2为本专利技术之实施例1所得到的吸附材料吸附氟离子的吸附等温线图。 图3为本专利技术之实施例1所得到的吸附材料吸附氟离子的吸附平衡时间图(氟离子初始浓度为300mg/L)。 【具体实施方式】 以下对本专利技术的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本专利技术，凡是采用本专利技术的相似结构及其相似变化，均应列入本专利技术的保护范围。 实施例1利用常规的水热方法对纳米Fe3O4进行以S12表面修饰。称取0.4g修饰好的纳米Fe3O4,0.2g P123和0.3 g MgSO4溶解于160 ml去离子水中，再加入3 ml 28%的浓氨水和120 ml 乙醇，超声 15 min，搅拌 45 min。称 1.28 g ZrOCl2.8Η20 和 1.72 g Ce (NO3) 3.6Η20加到上述溶液中，搅拌8 h。将所得固体以磁铁分离，洗涤，用丙酮以索氏提取器回流48h后，所得固体为Fe3O4 OZrO2-CeO2，将其靠磁性分离，洗涤，干燥； 称1.2 g Fe3O4 OZrO2-CeO2于烧杯中，加入4.43 ml lmol/L硝酸镧,混合均勻,搅拌2ho然后将过量的草酸1.6748 g溶于22 ml水中配成溶液。再将草酸溶液慢慢滴加到上述烧杯中，约I h。搅拌均匀，约4 h。最后用磁铁收集产物，洗涤，60°C烘干13 h以上。 实施例2利用常规的水热方法对纳米Fe3O4进行以S12表面修饰。称取0.4g修饰好的纳米Fe3O4,0.2g P123和0.2 g MgSO4溶解于160 ml去离子水中，再加入3 ml 28%的浓氨水和120 ml 乙醇，超声 15 min，搅拌 45 min。称 0.85 g ZrOCl2.8Η20 和 1.15 g Ce (NO3) 3.6Η20加到上述溶液中，搅拌8 h。将所得固体以磁铁分离，洗涤，用丙酮以索氏提取器回流48h后，所得固体为Fe3O4 OZrO2-CeO2，将其靠磁性分离，洗涤，干燥； 称1.2 g Fe3O4 OZrO2-CeO2于烧杯中，加入4.43 ml lmol/L硝酸镧,混合均勻,搅拌2ho然后将过量的草酸1.6748 g溶于22 ml水中配成溶液。再将草酸溶液慢慢滴加到上述烧杯中，约I h。搅拌均匀，约4 h。最后用磁铁收集产物，洗涤，60°C烘干13 h以上。 实施例3利用常规的水热方法对纳米Fe3O4进行以S12表面修饰。称取0.4g修饰好的纳米Fe3O470.2g P123和0.8 g MgSO4溶解于160 ml去离子水中，再加入3 ml 28%的浓氨水和120 ml 乙醇，超声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性氟离子吸附剂，其特征组分同时含有Fe3O4、ZrO2‑CeO2复合物和La2(C2O4)3三种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋华麟，陈萍华，厉梦琳，罗胜联，张为波，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36