一种应用于含锑废水处理的纳米材料制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于含锑废水处理的纳米材料，其制备步骤包括将一定量的三氯化铁(FeCl3·

【技术实现步骤摘要】
一种应用于含锑废水处理的纳米材料


[0001]本专利技术属于含锑废水处理领域，具体涉及一种应用于含锑废水处理的纳米材料。

技术介绍

[0002]近年来，随着各行各业的快速发展如金属加工厂、电镀和采矿作业、化肥工业、制革厂和电池产业等产生了大量含有重金属离子的废水，尤其是发展中国家产生的重金属废水以直接或者间接的形式排放到生态系统中的趋势逐渐增加。众所周知，许多重金属离子是有毒或致癌的，由于重金属离子废水排放不达标所造成的水污染已经严重威胁着全球的经济发展、人类的身体健康和生态系统。重金属离子废水所引发的问题已经受到世界各国广泛的关注。由于重金属在水介质中的稳定性、高溶解度和迁移活性，使得对重金属离子的去除变得十分困难。
[0003]锑的毒性取决于环境的氧化程度、化合物的溶解度以及锑与配合物的相互作用。一般而言，单质锑的毒性远大于锑的化合物；三价的锑毒性是五价锑毒性的10倍；无机态锑的毒性大于有机态锑；水溶性锑化合物的毒性较难溶性化合物毒性强；锑元素粉尘的毒性比其他含锑化合物毒性强。锑是植物非必需元素，但能够被植物体及农作物吸收。锑及化合物可以通过呼吸道、消化道或皮肤等途径进入人体，与人体内巯基结合，干扰体内酶活性或破坏细胞内离子平衡使细胞缺氧而引起人体的代谢紊乱，主要表现为锑性皮炎、锑尘肺、肝脏、肾脏及心肌损害。急性锑中毒可以造成皮肤黏膜、心脏、肝脏、肺及神经系统等多个组织器官的损害，在临床上表现为呕吐、腹痛腹泻、血尿、肝肿大、痉挛及心率紊乱等症状。慢性锑中毒可出现头痛、兴奋、失眠、眩晕、肢体酸痛、贫血、消瘦等症状。早在1979年，锑就被美国环保部列为优先控制污染物名单，同时也被欧盟呢如优先控制污染物之列。
[0004]近年来，纳米材料在水环境污染物去除的应用受到了人们的关注，纳米材料具有纳米材料高的比表面积和卓越的吸附性能，使其成为水处理领域理想的吸附剂。在众多的金属纳米氧化物中，纳米TiO2具有非常好的化学稳定性，高效活性，且无毒无害、成本低廉。然而，传统的纳米TiO2的等电点在pH4.5-6.5之间，等电点偏低，因而其吸附能力较弱，因而降低了其对污染物的处理效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种应用于含锑废水处理的纳米材料，该材料的制备方法具体包括以下步骤：
[0006]S1：将一定量的三氯化铁(FeCl3·
6H2O)和硫酸亚铁(FeSO4·
7H2O)加入到烧杯中，然后加入适量去离子水，在室温下超声并搅拌20min，使其充分溶解，其中加入三氯化铁和硫酸亚铁的质量比例为1:1.2～2.3。
[0007]S2：将适量的二氧化钛(TiO2)颗粒加入到NaOH溶液中，搅拌使其分散，然后移入聚四氟乙烯高压反应釜中，在120～160℃反应12～24h，得到的白色产物，过滤，然后用去离子水洗涤至中性，再用盐酸溶液浸泡，再然后用去离子水再次洗涤至中性，烘干，得到二氧化
钛纳米管。
[0008]S3：将步骤S1中的移至三口烧瓶中，然后通入氮气进行保护，加入步骤S2中得到的TiO2纳米管，将温度升至90～120℃，搅拌反应，然后加入改性剂，在该温度条件下反应1.2～5h后，让温度降至室温过滤，用去离子水多次洗涤至中性，在80℃下真空烘干，进行研磨得到该纳米材料。
[0009]作为优选方案，上述步骤S1中加入三氯化铁和硫酸亚铁的质量比例为1:1.2～1.8。
[0010]作为优选方案，上述步骤S2中反应温度为120～140℃，反应时间为12～18h。
[0011]作为优选方案，上述步骤S3中反应温度为90～100℃，反应时间为1.2～1.8h。
[0012]作为优选方案，上述步骤S3中所述改性剂为氨水和富啡酸、氨水和腐殖酸中任意一种。
[0013]作为更优选方案，所述改性剂氨水和富啡酸或氨水和腐殖酸的体积比比例为1:0.4～0.9。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：
[0015]传统吸附材料，在水环境中的悬浮、沉降性能不稳定，在吸附过程中需要进行搅拌增加悬浮性、在固液分离过程中往往需要离心过滤等辅助手段，耗费时间较长，而本专利技术所采用的纳米吸附材料，由于表面电荷被中和，不使用搅拌等辅助手段即能够很好的悬浮分散在水溶液中，Sb
3+
或Sb
5+
与腐殖酸修饰的二氧化钛纳米管充分接触，便于吸附水溶液中的Sb
3+
或Sb
5+
，能较快的达到吸附平衡，以便更快的去除水体中的锑；本专利技术所制备的纳米吸附材料吸附水环境中Sb
3+
或Sb
5+
，显著提高了锑去除效率，降低了去除成本，且使用的材料无毒无害、环境友好。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1所制备的纳米材料的SEM图谱；
[0017]图2为本专利技术实施例1所制备的纳米材料和对比例1制备的材料去除锑循环吸附率图。
具体实施方式
[0018]下面对本专利技术实施例作具体详细的说明，本实施例在本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下属的实施例。
[0019]实施例1
[0020]一种应用于含锑废水处理的纳米材料，具体制备步骤包括：
[0021]S1：将一定量的三氯化铁(FeCl3·
6H2O)和硫酸亚铁(FeSO4·
7H2O)加入到烧杯中，然后加入适量去离子水，在室温下超声并搅拌20min，使其充分溶解，其中加入三氯化铁和硫酸亚铁的质量比例为1:1.2。
[0022]S2：将适量的二氧化钛(TiO2)颗粒加入到NaOH溶液中，搅拌使其分散，然后移入聚四氟乙烯高压反应釜中，在120℃反应12h，得到的白色产物，过滤，然后用去离子水洗涤至中性，再用盐酸溶液浸泡，再然后用去离子水再次洗涤至中性，烘干，得到二氧化钛纳米管。
[0023]S3：将步骤S1中的移至三口烧瓶中，然后通入氮气进行保护，加入步骤S2中得到的TiO2纳米管，将温度升至90℃，搅拌反应，然后加入体积比为1:0.4的氨水和富啡酸，在该温度条件下反应1.2h后，让温度降至室温过滤，用去离子水多次洗涤至中性，在80℃下真空烘干，进行研磨得到该纳米材料。
[0024]本实施例纳米材料的对锑的吸附量为78.2mg/g，锑的去除率可达到100％。
[0025]实施例2
[0026]一种应用于含锑废水处理的纳米材料，具体制备步骤包括：
[0027]S1：将一定量的三氯化铁(FeCl3·
6H2O)和硫酸亚铁(FeSO4·
7H2O)加入到烧杯中，然后加入适量去离子水，在室温下超声并搅拌20min，使其充分溶解，其中加入三氯化铁和硫酸亚铁的质量比例为1:2.3。
[0028]S2：将适量的二氧化钛(TiO2)颗粒加入到NaOH溶液中，搅拌使其分散，然后移入聚四氟乙烯高压反应釜中，在160℃反应24h，得到的白色产物，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于含锑废水处理的纳米材料，其特征在于，包括以下操作步骤：S1：将一定量的三氯化铁(FeCl3·
6H2O)和硫酸亚铁(FeSO4·
7H2O)加入到烧杯中，然后加入适量去离子水，在室温下超声并搅拌20min，使其充分溶解，其中加入三氯化铁和硫酸亚铁的质量比例为1:1.2～2.3；S2：将适量的二氧化钛(TiO2)颗粒加入到NaOH溶液中，搅拌使其分散，然后移入聚四氟乙烯高压反应釜中，在120～160℃反应12～24h，得到的白色产物，过滤，然后用去离子水洗涤至中性，再用盐酸溶液浸泡，再然后用去离子水再次洗涤至中性，烘干，得到二氧化钛纳米管；S3：将步骤S1中的移至三口烧瓶中，然后通入氮气进行保护，加入步骤S2中得到的TiO2纳米管，将温度升至90～120℃，搅拌反应，然后加入改性剂，在该温度条件下反应1.2～5h后，让温度降至室温过滤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方明东，方宝才，
申请(专利权)人：方明东，
类型：发明
国别省市：