一种吸附除锑炭材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种吸附除锑炭材料及其制备方法与应用，包括下述步骤：将载体活性炭材料与铁负载剂的溶液混合处理，固液分离得到吸附铁负载剂的活性碳材料；将吸附铁负载剂的活性碳材料与固体碱化剂充分混合，得到活性炭混合物；将活性炭混合物进行热解活化，形成铁氧化物并负载于活性炭上，得到吸附除锑炭材料

【技术实现步骤摘要】
一种吸附除锑炭材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于重金属废水治理领域，尤其涉及一种吸附除锑炭材料及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]锑（
Sb
）在大自然中普遍存在的一种金属元素
。
随着经济的快速发展，对锑等稀土金属的利用量逐渐增加，使得大量的金属锑被开采与利用起来，在这个过程中会产生大量的含锑废水
。
大量的研究表明，锑并非人体所需的必要元素，含锑废水排放到环境中之后，它能够被植物根系进入到植物体内，从而经由植物进入到食物链最终进入到人体体内，对人体器官产生长期损伤
。
因此如何处理含锑废水成为了国内国外学者关注的热点也是亟待解决的问题
。
[0003]在水体环境中，锑存在的形式各有不同，其中主要为
+3、+5
价形式，因此，对于不同条件下的不同锑化合物，一般采用不同的方法进行处理，处理效率也不相同
。
目前，含锑废水的处理方法主要有电化学法
、
离子交换法
、
吸附法
、
膜分离法和生物法等
。
其中吸附法具有对环境友好
、
高效
、
经济
、
易于操作和较高的锑吸附去除率等优点受到了广泛的关注
。
吸附法利用吸附材料比表面积大且多孔材料的特点，吸附材料与污染物的分子间范德华力
、
静电力
、
氢键和化学键等作用，使吸附材料吸附污染物，再将吸附材料从水中分离从而使污染物质从水中去除
。
其中活性炭材料具有比表面积大
、
具有丰富的孔道结构
、
吸附效率高等优点，具有较好的应用前景
。
但现有的活性炭材料对锑的吸附效率仍亟待提高
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种可高效吸附除锑的炭材料及其制备方法与应用
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种吸附除锑炭材料的制备方法，包括下述步骤：（1）将载体活性炭材料与铁负载剂的溶液混合处理，固液分离得到吸附铁负载剂的活性碳材料，所述铁负载剂为铁盐；（2）将步骤（1）得到的吸附铁负载剂的活性碳材料与固体碱化剂充分混合，得到活性炭混合物，所述固体碱化剂为强碱和
/
或碱性盐；（3）在惰性气氛保护下，将步骤（2）得到的活性炭混合物进行热解活化，形成铁氧化物并负载于活性炭上，得到吸附除锑炭材料
。
[0006]作为进一步的改进，所述铁负载剂包括高铁酸盐
、
氯化铁
、
硫酸亚铁或硝酸铁中的一种或任意组合；和
/
或所述铁负载剂的溶液中铁负载剂浓度为
1.5~5.0g/L。
[0007]作为进一步的改进，步骤（1）所述混合处理是搅拌混合
90~150min。
[0008]作为进一步的改进，所述的碱化剂包括氢氧化钠
、
氢氧化钾
、
氢氧化钙
、
碳酸钾
、
碳
酸氢钾和碳酸氢钠中的一种或多种
。
[0009]作为进一步的改进，步骤（2）所述吸附铁负载剂的活性碳材料与固体碱化剂质量比为（5‑
12
）：
1。
[0010]作为进一步的改进，步骤（2）所述充分混合包括搅拌混合，并在超声作用下进行混合
30
‑
50min。
[0011]作为进一步的改进，步骤（3）所述热解活化是以5‑
10℃/min
的速率升温至
400
‑
600℃
停留
0.5
‑
1.5h。
[0012]本专利技术还提供一种吸附除锑炭材料，其由所述的方法制备而成
。
[0013]本专利技术还提供一种吸附除锑炭材料在处理含锑废水中的应用
。
[0014]作为进一步的改进，在采用所述吸附除锑炭材料处理含锑废水后，用稀硝酸洗涤处理废水后的炭材料进行再生
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术利用铁盐促进热解作用对活性炭进行处理，后续碱化处理又大大改善了活性炭构造，铁盐在高温条件下转化为铁氧化物，可使大量含铁官能团与活性炭结合，碱化剂又可增大铁氧化物与活性炭接触面积
。
[0016]同时，以铁盐溶液的形式与活性炭进行混合，便于提高铁氧化物在碳材料上的分布，一方面可以改善碳材料的附着效果，另一方面碳材料被均匀负载铁氧化物后可以提高对锑的吸附效果
。
[0017]碱化剂的加入，一方面可以促进热解过程中铁氧化物的生成，增加了其与碳材料的接触率，另一方面，碱化剂还可以增加碳材料的孔隙率，增加吸附材料的比表面积
。
[0018]本专利技术通过控制工艺条件和材料制备方式，制备出比表面积大
、
孔隙分布均匀
、
载体附着有效
、
可以高效吸附锑的炭材料，实现对含锑废水中锑的高效吸附脱除
。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0020]图1是不同质量浓度的铁负载剂制成吸附材料对锑的吸附量；图2是不同碱化剂比例下制成吸附材料对锑的吸附量；图3是吸附材料再生性能测试
。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面
、
细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例
。
[0022]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同
。
本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围
。
[0023]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料
、
试剂
、
仪器和设备等均可通过市
场购买得到或者可通过现有方法制备得到
。
[0024]在一些具体实施方式中，本专利技术的吸附除锑炭材料的制备方法，包括下述步骤：（1）预处理：将载体活性炭材料与铁负载剂的溶液混合处理，固液分离得到吸附铁负载剂的活性碳材料
。
[0025]在一些具体实施例中，载体活性炭材料不仅限于酒类活性炭，可选果壳类活性炭
、
催化剂载体活性炭中的一种或几种
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种吸附除锑炭材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）将载体活性炭材料与铁负载剂的溶液混合处理，固液分离得到吸附铁负载剂的活性碳材料，所述铁负载剂为铁盐；（2）将步骤（1）得到的吸附铁负载剂的活性碳材料与固体碱化剂充分混合，得到活性炭混合物，所述固体碱化剂为强碱和
/
或碱性盐；（3）在惰性气氛保护下，将步骤（2）得到的活性炭混合物进行热解活化，形成铁氧化物并负载于活性炭上，得到吸附除锑炭材料
。2.
根据权利要求1所述的吸附除锑炭材料的制备方法，其特征在于，所述铁负载剂包括高铁酸盐
、
氯化铁
、
硫酸亚铁或硝酸铁中的一种或任意组合；和
/
或所述铁负载剂的溶液中铁负载剂浓度为
1.5~5.0g/L。3.
根据权利要求1或2所述的吸附除锑炭材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述混合处理是搅拌混合
90~150min。4.
根据权利要求1所述的吸附除锑炭材料的制备方法，其特征在于，所述的碱化剂包括氢氧化钠
、
氢氧化钾
、
氢氧化钙
、
碳酸钾
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋国民，谢品，吴财松，闫虎祥，刘永丰，高宝钗，刘果实，易玉龙，高伟荣，
申请(专利权)人：赛恩斯环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：