【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于水处理，特别是涉及一种磁性复合材料、其制备方法及其用于去除废水中氨氮的用途。
技术介绍
1、废水除氨氮的方法主要包括生化法和物化法。传统的生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过代谢转化为氮气的过程。生化法除氨氮是通过微生物代谢进行氨氮去除的，会受到水质波动、碳氮比以及温度的影响，不具备适时启动、随时停止的特点。
2、物化法除氨氮包括：1、吹脱法。吹脱法一般用于高浓度氨氮废水中，特别是对大于2000mg/l的垃圾渗滤液，去除率可达到90％以上，而在低温、低浓度条件时吹脱法对氨氮去除效率并不高。2、沸石吸附法。利用沸石中的阳离子与废水中的nh4+进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。3、膜分离技术。此法工艺流程简单、不消耗药剂、运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比，但运行和投资费用高，产生的浓缩液需要进行后续处理。4、map(鸟粪石)沉淀法。由于在多数废水中镁盐的含量相对于磷酸盐和氨氮会较低，尽管生成的磷酸铵镁可以作为农肥而抵消一部分成本，投加镁盐的费用仍成为限制这种方法推行的主要因素。5、化学氧化法。利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这是最常见的一种化学氧化法。运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
3、综上所述，现有的除氨氮水处理技术存在一定的局限性，所有制备方法制出的吸附材料在使用时属于消耗性材料，吸附氨氮后无法进
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供一种磁性复合材料，其包括化学式为na2al2si2o8·nh2o的多孔载体和存在于该多孔载体的孔内的smco5颗粒和fe3o4颗粒，其中，n≥0，且smco5、fe3o4和多孔载体的质量百分比为0.4～10％:30～50％:50～70％；所述孔的孔径为0.35～0.45nm。可将本专利技术的磁性复合材料记为smco5-fe3o4/na2al2si2o8·nh2o，其中“/”表示其前面的物质承载在后面的物质之上或之内。
2、优选地，smco5、fe3o4和多孔载体的质量百分比为1.9～7.5％:37～40％:55～59％；更优选的，smco5、fe3o4和多孔载体的质量百分比为1.96～7.41％:37～39.2％:55.6～58.8％。
3、本专利技术第二方面提供了第一方面所述的磁性复合材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
4、s1、将fecl2、fecl3和纯水混匀，形成第一混合物；
5、s2、向第一混合物中加入偏高岭土，混匀，形成第二混合物；所述偏高岭土的化学式为al2o3·2sio2，为天然高岭土经过煅烧脱水后的产物；
6、s3、向第二混合物中加入naoh溶液，调节反应体系ph为13～14，然后在70～100℃温度下反应0.5～1h，形成第三混合物；
7、s4、再向第三混合物中加入smcl3、cocl2和nabh4进行水热反应，控制反应温度为60～100℃，ph为13～14，反应时间为6～10h，即得所述磁性复合材料；
8、其中步骤s1～s4的反应均惰性气体保护下进行。
9、其中所述惰性气体做广义理解，凡是不影响本专利技术材料合成的气体都可作为惰性气体，例如氮气、氩气等。
10、步骤s1中，fecl2和fecl3的量可以按能生成fe3o4的化学计量比配制，当然也可以不按化学计量比配制，例如第一溶液：其中fecl2、fecl3和纯水的质量比为2.36:1:20。
11、步骤s2中，加入偏高岭土与第一溶液的质量比可以由技术人员随意进行调节，例如可为1.5:20。
12、步骤s3中，在加入naoh形成第三混合物后，fe2+和fe3+与其反应产生fe3o4，并且偏高岭土也会在碱性环境下反应生成一部分硅铝酸钠类物质；
13、步骤s4中，水热条件下所述硅铝酸钠类物质可发生水热晶化反应生成多孔分子筛na2al2si2o8·nh2o，步骤s3中未完全反应掉的偏高岭土也与naoh继续反应生成硅铝酸钠类物质并进而发生水热晶化反应生成多孔分子筛na2al2si2o8·nh2o，与此同时smcl3、cocl2和nabh4在水热反应中按以下方程式反应并发生共沉淀：
14、2smcl3+10cocl2+12nabh4+26naoh→2smco5↓+12nabo2+26nacl+35h2↑+2h2o
15、新生成的smco5颗粒与fe3o4颗粒会沉积在多孔分子筛孔内，即为本专利技术所制备的磁性复合材料。
16、本专利技术第三方面涉及第一方面所述的磁性复合材料用于去除废水中的氨氮的用途。
17、所述磁性复合材料在对污水中的氨氮进行吸附后，通过附加磁场的方式能够对磁性复合材料进行回收。
18、所述磁性复合材料中的na2al2si2o8为一种分子筛，所述分子筛的晶胞孔能够对污水中的氨氮进行吸附。所述氨氮在污水中以铵根离子的方式存在。该分子筛的晶胞孔孔径范围一般在0.35nm-0.45nm，即晶胞孔的孔径为4a级别，这种级别的分子筛也被称为4a分子筛。大于这个孔径的分子和离子将不能进入，而铵根离子的粒径为0.286nm，因此铵根离子能够进入晶胞孔中。
19、所述分子筛中的na+电离能够与铵根离子进行置换，通过离子键将铵根离子吸引至晶胞孔内。而分子筛的晶胞孔具有很强的极性与库伦场，通过物理吸引的方式吸附污水中的铵根离子。由此可见，本专利技术通过化学置换与物理吸附的方式吸附污水中的铵根离子。
20、所得磁性复合材料中，有时候会由于fe3o4结构规则有序，导致了fe3o4的磁性偏弱，又因为位于磁性复合材料内核的位置，导致了整体磁性复合材料的磁性偏弱，实验发现，有10％-30％的磁性复合材料会因为磁性弱的原因无法被磁场吸附，也就是磁性复合材料的良品率不高。为此，可通过以下步骤s5来筛选出其中磁性强的那部分磁性材料：
21、s5、对水热反应后的固体产物采用磁选的方式选取能够被附加磁场吸附的部分，并洗涤、干燥，得到磁性有保证的磁性复合材料。其中，洗涤的目的是洗去磁性复合材料晶胞孔中的杂质，确保磁性复合材料的吸附能力。在对于需要作为产品运输的磁性复合材料，在洗涤之后还有烘干过程，去除磁性复合材料的水分，便于对磁性复合材料的收集，烘干后去除了水分的重量也更便于运输。其中磁选后得到的磁性有保证的磁性复合材料与磁选前的磁性复合材料的重量比被定义为良品率。
22、优选地，所述步骤s2中的偏高岭土还包括预处理，在加入水溶液之前，所述偏高岭土均匀混合到纯水中，再加入到第一混合物中。
23、使用纯水的目的是避免杂质进入到反应体系中，防止杂质占据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁性复合材料，其特征在于：其包括化学式为Na2Al2Si2O8·nH2O的多孔载体和存在于该多孔载体的孔内的SmCo5颗粒和Fe3O4颗粒，其中，n≥0，且SmCo5、Fe3O4和多孔载体的质量百分比为0.4～10％:30～50％:50～70％；所述孔的孔径为0.35～0.45nm。
2.根据权利要求1所述的磁性复合材料，其特征在于：SmCo5、Fe3O4和多孔载体的质量百分比为1.9～7.5％:37～40％:55～59％。
3.根据权利要求1所述的磁性复合材料，其特征在于：SmCo5、Fe3O4和多孔载体的质量百分比为1.96～7.41％:37～39.2％:55.6～58.8％。
4.根据权利要求1所述的磁性复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤S4之后还包括步骤S5；
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述惰性气体包括氮气或氩气。
8.根据权利要求4所述的制备方法，
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中将pH值控制在13.4。
10.根据权利要求1所述的磁性复合材料用于去除废水中的氨氮的用途。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种磁性复合材料，其特征在于：其包括化学式为na2al2si2o8·nh2o的多孔载体和存在于该多孔载体的孔内的smco5颗粒和fe3o4颗粒，其中，n≥0，且smco5、fe3o4和多孔载体的质量百分比为0.4～10％:30～50％:50～70％；所述孔的孔径为0.35～0.45nm。
2.根据权利要求1所述的磁性复合材料，其特征在于：smco5、fe3o4和多孔载体的质量百分比为1.9～7.5％:37～40％:55～59％。
3.根据权利要求1所述的磁性复合材料，其特征在于：smco5、fe3o4和多孔载体的质量百分比为1.96～7.41％:37～39.2％:55.6～58.8％。...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖波，吉青青，杨涛，王哲晓，易洋，郑旭，黄光华，
申请(专利权)人：中建环能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。