本发明专利技术涉及一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂，所述的吸附剂的制备方法包括：在处于悬浮状态的沸石体系内合成羟基磷灰石，得到羟基磷灰石-沸石复合材料，随后采用阳离子表面活性剂对沸石-羟基磷灰石复合材料进行改性，制备一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料，并将所制备的羟基磷灰石-改性沸石复合材料作为吸附剂用于水质的净化以及水中有机污染物和重金属的治理。本发明专利技术优点在于：实现了廉价自然资源沸石的高效开发和利用，本发明专利技术所制备的复合材料是一种可用于同时去除水中有机污染物和重金属离子污染物的多功能吸附剂；避免了纳米级羟基磷灰石制备时容易团聚这一问题，并且本发明专利技术的材料应用后更易于从废液中分离出来进行重复利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种吸附剂材料及其制备方法和应用，具体地说，是一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂及其制备方法和在去除水中有机污染物和重金属中的应用。
技术介绍
随着社会经济的快速发展、人口的增长以及城市化进程的加快，河流、湖泊及水库等地表水体中出现了大量的污染物，例如腐殖酸等天然性有机物、染料等人工合成有机物以及铜离子和锌离子等重金属离子污染物。地表水体所遭受的污染目前已经严重威胁到了水生生物的生存安全和人类的饮用水安全。为提高人类的饮用水质量和保护地表水环境， 必须采取有效的方法降低水中腐殖酸等天然性有机物、染料等人工合成有机污染物以铜离子和锌离子等重金属离子的浓度。传统去除水体中有机污染物的方法主要包括膜滤法、絮凝法、高级氧化法和生物法等，传统去除水中重金属离子的方法主要包括化学沉淀法和膜滤法等。然而这些方法在实际应用过程中都存在着一些问题。吸附法则依靠吸附剂上密集的孔结构、巨大的比表面积，或通过表面上各种活性基团与吸附质间所形成的各种化学键，可以有选择性地富集水中的有机污染物和重金属污染物，进而达到去除水中有机污染物和重金属污染物的目的， 因此近年来吸附法备受国内外研究人员的关注。沸石是一种具有良好阳离子交换能力和吸附能力的硅铝酸盐矿物，常用作阳离子吸附剂，价格低廉。但是沸石对阴离子污染物和有机污染物的吸附能力却较差。采用阳离子表面活性剂对沸石进行改性则可以明显改善沸石对阴离子污染物和有机污染物的吸附能力。羟基磷灰石是人体自然骨格和牙齿的主要成分，对大多数重金属离子和某些有机物具有较好的吸附固定作用，可以有效去除水中的重金属离子污染物和某些有机污染物。由羟基磷灰石和阳离子表面活性剂改性沸石作为基本组分构建而成的羟基磷灰石-改性沸石复合材料预计既可以有效去除水中的有机污染物，又可以有效地去除水中的重金属离子污染物。但是至今没有关于羟基磷灰石-改性沸石复合材料制备方法的研究报道，也没有关于羟基磷灰石-改性沸石复合材料作为吸附剂吸附去除水中有机污染物和重金属离子污染物的研究报道。中国专利文献CN100431689C公开了一种去除氮氧化物的复合吸附剂的制备方法，将沸石粉末与盐酸溶液混合均勻，搅拌并加热至沸腾，冷却，抽滤，再加入氢氧化钠溶液中和，抽滤，烘干，再焙烧，即制得改性沸石粉末，将该粉末与氯化钙溶液混合均勻并搅拌， 抽滤，烘干即制得浸盐沸石粉末，将改性或浸盐沸石粉末与氢氧化钙粉末混合均勻，加入去离子水混捏，挤压成型并烘干，即制成复合吸附剂。中国专利文献CN102151M6A公开了一种改性沸石及其制备方法和应用，由天然沸石与氧化镁混合后经焙烧、冷却制得，用于生物处理养殖废水的脱氨氮预处理过程中，并作为吸附养殖废水中高强度氨氮的吸附剂。中国专利文献CN101590397B公开了一种改性沸石吸附剂的制备方法及应用，定量称取几份沸CN 102527331 A石于锥形瓶中，按不同固液比移取改性剂，在一定温度、振荡速度下，反应一定时间后进行固液分离，用水清洗至检测不到改性剂为止，最后采用在一定温度下烘干，即制得改性沸石吸附剂产品，所述的改性剂为卤化烷基吡啶，其中的卤素为溴或氯，烷基碳原子为12-18 个，产品适于高有机物含量水源水中有机物腐殖酸等的去除。但是关于羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂及其制备方法和应用目前还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂。本专利技术的再一的目的是，提供一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂的制备方法。本专利技术的另一的目的是，提供一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂的应用。本专利技术的第四个目的是，提供一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂去除水中有机污染物和重金属的方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂，所述的吸附剂的制备方法包括以下步骤a、准备粒径范围20-500目的沸石，置于盛有蒸馏水或去离子水的反应器内，搅拌使沸石处于悬浮状态；b、按照羟基磷灰石合成化学方程式所需配比配制合成羟基磷灰石所需的可溶性磷酸盐、钙盐和碱溶液，并将磷酸盐和钙盐溶液依次加入呈悬浮状态的沸石溶液中，采用碱溶液调节溶液的PH值至8. 0以上，反应后通过固液分离得到羟基磷灰石-沸石复合材料；c、取步骤b所得固体置于反应器中，按8-80mL/g的液固比混合阳离子表面活性剂溶液，反应后取出改性体系混合物，离心分离，分析上清液中阳离子表面活性剂的浓度，所得固体经清洗、烘干、破碎、过筛后即为羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂。所述的步骤b中制备羟基磷灰石-沸石复合材料的方法选自以下两种方法的任意一种(1)将磷酸盐和钙盐溶液依次加入到悬浮状态的沸石溶液中，采用碱溶液调节溶液的 PH值至8. 0以上，反应后通过固液分离得到羟基磷灰石-沸石复合材料；(2)先将磷酸盐与悬浮状态的沸石溶液混合，并采用碱溶液调节混合液的PH值至8. 0以上，而后向悬浮液中滴加可溶性钙盐，反应后通过固液分离得到羟基磷灰石-沸石复合材料。所述的可溶性磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾或磷酸二氢钾；钙盐为硝酸钙或氯化钙；碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水；可溶性磷酸盐、钙盐、碱溶液的浓度为0. 1-5 mol/L ；所述的阳离子表面活性剂为卤化烷基吡啶或季铵盐类阳离子表面活性剂，其中的卤素为溴或氯，烷基碳原子为12-18个，阳离子表面活性剂溶液浓度为5-50 mmol/L。所述的步骤a中蒸馏水或去离子水和沸石的比例为1-100 mL/g ；所述的步骤c中反应温度为15-80°C，离心速率为500-5000 rpm，离心时间为5-60min，上清液中阳离子表面活性剂的分析方法为紫外分光光度法或总有机碳分析法。为实现上述第二个目的，本专利技术采取的技术方案是一种羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤a、准备粒径范围20-500目的沸石，置于盛有蒸馏水或去离子水的反应器内，搅拌使沸石处于悬浮状态；b、按照羟基磷灰石合成化学方程式所需配比配制合成羟基磷灰石所需的可溶性磷酸盐、钙盐和碱溶液，并将磷酸盐和钙盐溶液依次加入呈悬浮状态的沸石溶液中，采用碱溶液调节溶液的PH值至8. 0以上，反应后通过固液分离得到羟基磷灰石-沸石复合材料；c、取步骤b所得固体置于反应器中，按8-80mL/g的液固比混合阳离子表面活性剂溶液，反应后取出改性体系混合物，离心分离，分析上清液中阳离子表面活性剂的浓度，所得固体经清洗、烘干、破碎、过筛后即为羟基磷灰石-改性沸石复合材料吸附剂。所述的步骤b中制备羟基磷灰石-沸石复合材料的方法选自以下两种方法的任意一种(1)将磷酸盐和钙盐溶液依次加入到悬浮状态的沸石溶液中，采用碱溶液调节溶液的PH值至8. 0以上，反应后通过固液分离得到羟基磷灰石-沸石复合材料；(2)先将磷酸盐与悬浮状态的沸石溶液混合，并采用碱溶液调节混合液的PH值至8. 0以上，而后向悬浮液中滴加可溶性钙盐，反应后通过固液分离得到羟基磷灰石-沸石复合材料。所述的可溶性磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾或磷酸二氢钾；钙盐为硝酸钙或氯化钙；碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水；可溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：詹艳慧，林建伟，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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