一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法，其包括以下步骤：取丝瓜络粉，按料液比为1:(1.5～3)加入1～3%的MgCl2溶液，在超声波清洗机中活化3～5分钟，取出过滤抽干，制备成丝瓜络湿渣；在0.2～0.5%十二烷基硫酸钠的溶液中，加入Na2WO4·2H2O和La(NO3)3·6H2O两种固体，充分溶解后调节pH至7~9，制备成钨‑镧离子前驱液；向S3的钨‑镧离子前驱液中，加入预处理的丝瓜络粉，室温下搅拌12～24h、过滤抽干、滤渣在50～80℃条件下干燥，制得除磷吸附剂成品；本发明专利技术方法简单，磷的去除率高、吸附容量大，是在富营养化湖泊和含磷废水的治理中有着广泛的应用前景。

Phosphorus removing adsorbent using sponge gourd as matrix material and preparation method thereof

The invention relates to a loofah as matrix material and phosphorus adsorbent and a preparation method thereof, which comprises the following steps: take a loofah powder, the solid-liquid ratio was 1: (1.5 ~ 3) with 1 ~ 3% MgCl2 in solution, the ultrasonic cleaning machine activation 3 ~ 5 minutes, take out the filter dry prepared, loofah wet slag; in 0.2 ~ 0.5% twelve sodium dodecyl sulfate solution, adding Na2WO4, 2H2O and La (NO3) 3 - 6H2O two solid, pH adjusted to 7~9 fully dissolved, preparation of tungsten lanthanum ion to the tungsten precursor solution; lanthanum ion precursor S3 in addition, pretreatment of loofah powder, stirring at room temperature 12 ~ 24h, dry, filter cake in 50 ~ 80 degrees under the conditions of drying, prepared phosphorus adsorbent products; the method of the invention is simple, the phosphorus removal rate, high adsorption capacity, in eutrophic lakes and phosphorus wastewater the in a wide range Application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法
本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法，并用于吸附去除湖泊水体中的磷。
技术介绍
由于城市规模的不断扩大、人口的增长和经济的快速发展，工农业生产中大量污水废水向湖泊排放，含有P和N两元素的废水导致湖泊水中的富营养化问题愈来愈严重，造成了藻类的大量繁殖。其中磷含量的过高是引起湖泊富营养化危害的主要原因之一，不断积累的磷元素最终会导致湖泊蓝藻泛滥，水质变坏发臭，严重影响人们的日常生活。磷通常以PO43-、HPO42-的形式存在于水体中，是水体富营养化的控制性因子。防止湖泊蓝藻的生长关键在于削减湖泊水体的P、N的负荷，目前削减湖泊水体P和N的技术途径除了消除点源(截流污染源)、减少和控制面源污染这类最基本的途径外，最常见的方法有机械清淤法、引水冲洗法、生物修复法、化学吸附法等，这些方法是有效防治水体富营养化的重要途径。化学吸附法是制备各种除磷吸附剂来降低水中磷的含量，以农副产品类生物质材料制备的除磷吸附剂具有成本低、来源广泛、制备方法简单、吸附效果好而受到环保人士的广泛关注。目前，制备除磷化学吸附剂公开的专利有天然矿物材料吸附剂，如专利公开号200910223947.8公开了沸石和蛭石吸附磷的方法、专利公开号201210253526.1利用菱镁矿回收磷、专利公开号201010594623.8公开了铁硫矿及粉煤灰等天然矿物质对磷的吸附性能，通过实际应用发现这些材料对磷的吸附容量比较低。为了提高除磷效果，专利公开号200910186048.5公开了一种了水合氧化镧的制备方法及对磷的吸附，但这种粉末状的吸附剂，难于直接应用于水处理过程，因此未得到广泛应用；因此，制备高的吸附容量、使用方便的除磷的吸附剂很有必要。丝瓜络是成熟丝瓜果实除去外皮和种子后获得的纤维质网状结构的天然维管束组织，主要由纤维素、半纤维素及木质素组成，其纤维素含量高达60%。丝瓜络纤维管束内分布着大量的孔洞，具有很大的比表面积，另外还具有独特的吸附性能以及亲水、亲油和再生的循环使用特性，能展现出特殊的物理性能。从废水处理工作的经验观察，丝瓜络经过粉碎加工，比表面积增大可作为一些化学吸附材料的载体，如高活性的氢氧化镧（锆、铝、铁、镁）通过沉淀反应附载在其表面，能显著提高这些氢氧化物对磷的吸附量、而且便于收集再生，为富营养化的水体治理提供一种新的吸附材料。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于设计利用丝瓜络作为基质材料，将La（III）和W（VI）盐的氢氧化物负载在其表面，制备出了一种高效除去磷（PO43-）的复合吸附剂。本专利技术方法简单、吸附容量大、吸附率高，可大规模化生产，制备的产品更利于吸附湖泊或水体中的磷。具体地，本专利技术提供一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法，其包括以下步骤：S1、制备丝瓜络粉：收集丝瓜络，用自来水洗净，烘干后粉碎至60～120目，得丝瓜络粉。S2、丝瓜络粉预处理：在S1得到的丝瓜络粉中，按料液比为1:(1.5～3)加入质量分数为1～3%的MgCl2溶液，搅拌混匀后，放置3～5h，得混合液；将混合液放置在超声波清洗机中于30～50℃活化3～5分钟，取出后用蒸馏水清洗多次，过滤抽干，得预处理的丝瓜络粉。S3、制备钨-镧离子前驱液：取十二烷基硫酸钠用水溶解，制备成0.1～0.5%的溶液，在磁力搅拌下加入一定量的Na2WO4·2H2O和La(NO3)3·6H2O两种固体，并调节pH至7～9，制备成钨-镧离子前驱液。S4、向S3的钨-镧离子前驱液中，加入S2中得到的预处理丝瓜络粉，在室温下搅拌12～24h；过滤抽干，用水洗涤滤渣至中性，得到的除磷吸附剂；在50～80℃条件下干燥，制得负载钨-镧丝瓜络的除磷吸附剂成品。S5、吸附实验：吸取50mg/L的磷标准溶液（以磷酸二氢钾配制的）,分别用0.12mol·L-1HCl和0.25mol·L-1NaOH溶液调节pH值至1～7，定容至100mL，加入0.25～0.5g制备好的除磷吸附剂，在恒温振荡器上以180r/min振荡0.5～2.5h，过滤收集滤液，用磷钼蓝法测定滤液中剩余磷的含量，根据公式（1）求得吸附平衡时除磷吸附剂对溶液中磷含量的吸附率（ƞ，%），据此可确定最佳pH值吸附范围。吸附达到平衡时除磷吸附剂单位吸附量（q,mg/g）根据公式（2）进行计算。上述公式（1）和（2）中Q1为吸附前溶液中磷的初始质量（mg）；Q2为吸附平衡后的磷的平衡质量（mg）；m为丝瓜络复合吸附剂的质量（g）。优选地，S1中丝瓜络粉碎的细度为80目。优选地，S2中按料液比为1∶（1.5～3）加入质量分数为2%的MgCl2溶进行搅拌混合后，放置3～5h。优选地，S2中混合液放置在超声波清洗机中于30～50℃活化3～5分钟。优选地，S3中十二烷基硫酸钠的质量浓度为0.25%。优选地，S3中Na2WO4·2H2O的加入量为0.5～2g、La(NO3)3·6H2O加入量为1～5g。优选地，S3中利用0.25mol·L-1的NaOH溶液对pH值进行调节。优选地，S4中搅拌时间为24小时，干燥温度为80℃。优选地，S5中除磷复合吸附剂吸附磷的最佳pH值范围为2.5～6。本专利技术将La（III）和W（VI）盐的氢氧化物附载在丝瓜络粉的表面，制备出了一种高效除去磷（PO43-）的复合吸附剂。本专利技术方法简单，吸附容量大、吸附率高，可大规模化生产，制备的产品更利于吸附湖泊或水中的磷，在富营养化湖泊和废水处理中有着广泛的应用前景。附图说明图1：一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法的生产流程。图2：除磷吸附剂在吸附过程中溶液pH值对吸附率的影响。图3：本专利制备的除磷吸附剂产品在吸附前后的XRD曲线图，a.除磷吸附剂粉末吸附前的XRD曲线，b.除磷吸附剂吸附磷后的XRD曲线。具体实施方案下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术的结构及工作原理做进一步解释：。如图1所示，本专利技术提供一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法，其包括以下步骤：S1、制备丝瓜络粉：在秋天收集成熟的丝瓜络，用自来水洗净，烘干后粉碎至60～120目，得丝瓜络粉。S2、丝瓜络粉预处理：在S1得到的丝瓜络粉中，按料液比为1∶（1.5～3）加入质量分数为1～3%的MgCl2溶液，搅拌混匀后，放置3～5h后，得混合液；将混合液放置在超声波清洗机中于30～50℃活化3～5分钟；过滤抽干、用蒸馏水清洗多次，过滤抽干后放入烧杯中备用，得预处理的丝瓜络粉。S3、制备钨-镧离子前驱液：取十二烷基硫酸钠用水溶解，制备成0.2～0.5%的溶液，在磁力搅拌下加入一定量的Na2WO4·2H2O和La(NO3)3·6H2O两种固体，并调节pH至9~10，制备成钨-镧离子前驱液。S4：向S3的钨-镧离子前驱液中，加入S2中得到的预处理丝瓜络粉，在室温下搅拌12～24h；抽滤，用蒸馏水洗至接近中性，得到的复合除磷吸附剂在50～80℃条件下干燥，制得丝瓜络附载钨-镧的除磷复合吸附剂成品。为了确定复合吸附剂对废水中磷的最佳条件，先用模拟废水进行一系列影响因素的吸附试验。用KH2PO4配置含磷模拟废水，将复合除磷吸附剂与模拟废水混合，装入锥形瓶中，在恒温振荡器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、制备丝瓜络粉：将秋天收集的成熟丝瓜络用自来水洗净，烘干后粉碎至60～120目，得丝瓜络粉；S2、丝瓜络粉的预处理：在S1得到的丝瓜络粉中，按料液比为 1:（1.5～3） 加入质量分数为1～3%的MgCl2溶液，搅拌3～5 h 后；然后放置在超声波清洗机中于30～50℃下活化 3～5 分钟；取出后用蒸馏水清洗多次，过滤抽干，预处理的丝瓜络粉；S3、制备钨‑镧离子前驱液：取十二烷基硫酸钠用水溶解，制备成0.2～0.5%的溶液，在磁力搅拌下加入一定量的Na2WO4·2H2O和La(NO3)3·6H2O两种固体体，充分溶解后调节pH至7～9，制备成钨‑镧离子前驱液；S4：向S3的钨‑镧离子前驱液中，加入S2中得到的预处理丝瓜络粉，在室温下搅拌12～24 h；抽滤，用水洗涤产品，得到的除磷吸附剂在50～80 ℃条件下干燥，制得负载钨‑镧丝瓜络的除磷吸附剂成品。

【技术特征摘要】
1.一种以丝瓜络为基质材料的除磷吸附剂及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、制备丝瓜络粉：将秋天收集的成熟丝瓜络用自来水洗净，烘干后粉碎至60～120目，得丝瓜络粉；S2、丝瓜络粉的预处理：在S1得到的丝瓜络粉中，按料液比为1:（1.5～3）加入质量分数为1～3%的MgCl2溶液，搅拌3～5h后；然后放置在超声波清洗机中于30～50℃下活化3～5分钟；取出后用蒸馏水清洗多次，过滤抽干，预处理的丝瓜络粉；S3、制备钨-镧离子前驱液：取十二烷基硫酸钠用水溶解，制备成0.2～0.5%的溶液，在磁力搅拌下加入一定量的Na2WO4·2H2O和La(NO3)3·6H2O两种固体体，充分溶解后调节pH至7～9，制备成钨-镧离子前驱液；S4：向S3的钨-镧离子前驱液中，加入S2中得到的预处理丝瓜络粉，在室温下搅拌12～24h；抽滤，用水洗涤产品，得到的除磷吸附剂在50～80℃条件下干燥，制得负载钨-镧丝瓜络的除磷吸附剂成品。2.根据专利要求1所述的一种以丝瓜络为基质...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国庆，程先忠，张瑞华，许芳，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42