专利名称：一种去除水中溴离子的复合吸附材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水中溴离子的复合吸附材料及其制备方法，具体涉及含溴离子水体的深度处理，属于环境保护中废水处理领域
背景技术：
根据现有研究，溴离子具有比较大的致癌风险。人的溴离子急性中毒口服致死量据报道在5 50mg/kg体重之间，症状为胃肠急剧疼痛，中枢神经抑制和肾衰竭。家鼠身上的慢性毒理学试验结果表明饮水中O. 599/L的溴离子含量导致死亡几率增加10_5(十万分之一)，0. 38 2. lmg/kg体重口服量，100周后家鼠患肿瘤的风险率提高10%。活体试验也表明溴离子与腹膜间皮瘤，肾肿瘤，甲状腺小囊细胞瘤有较高的关联度。还有研究者发 值，那么人体摄入后就会造成严重的危害，严重的甚至会造成死亡，因此对于水中的溴离子需要严格控制。近年来发展了多种去除水中溴离子的技术，包括化学还原、反渗透、电解法等、但是这些方法的效率低，成本较高。吸附法因是一种广泛用于从水溶液中去除溴离子的方法，其中吸附剂与溴离子之间通过静电相互作用或者吸附剂与溴离子螯合而达到去除水中溴离子的目的，传统的吸附剂有活性炭，离子交换树脂。活性炭具有比表面积大、多孔的特点，但是再生成本较高。离子交换树脂具有比表面积大、多孔性吸附性能高的优点，但是制备成本高,工艺复杂。因此,需要开发一种成本低,来源广泛的吸附材料。天然霞石(Na，K) [AlSiO4]是一种硅酸铝钠，常含有钾，并混入Ca0、Fe203、H20，其性质象钠长石，除主要用作玻璃、陶瓷工业原料外，在其他领域的应用也有研究报道、如钾霞石由于高温下晶格中的钾不易流失，目前已经被开发成催化剂助剂，适用于乙苯脱氢制苯乙烯、烃类蒸汽转化制氢以及合成氨等石油化工行业；霞石具有热膨帐系数高的特性可望开发为梯度材料；微粒级霞石作为填料，用于泡沫、橡胶和塑料中；作扩散剂用于油型、水型、乳剂型涂料等领域。但是霞石与其他天然硅铝酸盐资源如高岭上、斜发沸石等相比，其应用领域非常有限，特别是在水处理领域，大多数天然硅铝酸盐表现出了优良的吸附性能，而霞石在这方面的研究报道很少，目前仅发现用含天然霞石的尾矿吸附处理水中离子的研究，其结果表明天然霞石对离子具有良好的吸附性能，并且吸附是化学吸附，不同于黏于的物理吸附。荸荠皮含有丰富的膳食纤维，同时含有多种抗氧化活性物质，纤维素分子结构里有羟基可以与水形成氢键，分子内部结构构的无定形区域大吸湿性强，比表面积大吸附能力强，因此如果将其加工之后，则对于水中的离子具有良好的吸附效果。
发明内容
本发明针对目前吸附材料制备成本高的问题，提供了一种荸荠皮/钠霞石复合吸附材料，该材料可以高效的去除水中的溴离子。
本发明的另一个目的是解决了现有饮用水中溴离子去除方法工艺复杂的问题。为达到上述目的，本发明所采取的技术方案是
(1)去荸荠去外层皮，得荸荠皮材料取20 30g切碎，用质量分数为40 50%的酒石酸溶液10 15mL进行浸泡24h，过滤，在通风条件下晾干，然后粉碎20 40分钟；
(2)将霞石、硅酸钠，铝酸钠和去离子水按重量份数计6 8g、3 5g、5 7g、340 387g配成的溶液，再加入I 2gNa2C03、5 8g H2C2O2，放入容器中常温陈化10 12小时；
(3)然后将IOg荸荠皮粉末和20g霞石加入到15g二乙胺溶液中，混合搅拌均匀后放入以聚乙烯四醚为内衬的不锈钢反应釜内晶化，经过165°C下晶化3 5天后，过滤分离出结晶的固相样品，洗涤到中性并100°C烘干，即制得本发明的吸附材料。所述去离子水即为通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当 的加工方法，制得的密封于容器内，且不含任何添加物，无色透明，可直接饮用的水，本发明的原理是用有机酸溶液浸泡粉碎后的荸荠皮，对其中所富含的纤维素，进行表面改性，增大其表面积，并且使其负载羟基，然后与同样具有吸附性能的霞石混合进行结晶化处理，制成吸附材料，这样大大增强了物质原本的吸附性能，使其能够牢牢吸附水中的离子，从而达到了处理水中溴离子的效果。本发明的应用方法是将本发明的吸附材料20g，投入到500ml含有溴离子4 8mg/L的污水中，调节pH在6 7左右，搅拌之后静置2 4小时，然后过滤取出本发明的吸附材料即可。本发明的有益效果是本发明所述方法制得的荸荠皮/霞石复合吸附材料表面积和孔隙率均优于现在有的吸附材料，并且具有操作简单、成本低、吸附容量大，米源广泛的特点。与现有的吸附材料相比，将所述的吸附材料用于吸附水中的溴离子，可以增大与溴离子的接触面积，增加吸附量，从而高效的吸附水中的溴离子。
具体实施例方式一种荸荠皮/钠霞石复合吸附材料制备方法如下
去荸荠去外层皮，得荸荠皮材料；切碎，用质量分数为40 50%的酒石酸溶液进行浸泡24h。过滤，在通风条件下晾干，然后粉碎20 40分钟；取霞石、硅酸钠，铝酸钠和去离子水按重量份数计6 8g、3 5g、5 7g、340 387g配成的溶液,再加入I 2gNa2C03、5 8gH2C202，放入容器中常温陈化10 12小时；然后将IOg荸荠皮粉末和20g霞石加入到15g三乙胺溶液中，混合搅拌均匀后放入以聚乙烯四醚为内衬的不锈钢反应釜内晶化，经过165°C下晶化3 5天后，过滤分离出结晶的固相样品，洗涤到中性并100°C烘干，即制得本发明的吸附材料。以下用3个实施例再详细说明本发明
实施例I
去荸荠去外层皮，得荸荠皮材料；切碎，用质量分数为40 %的酒石酸溶液进行浸泡24h，过滤，在通风条件下晾干，然后粉碎20分钟；取霞石、硅酸钠，铝酸钠和去离子水按重量份数计6g、3g、5g、340g配成的溶液，再加入lgNa2C03、5g H2C2O2，放入容器中常温陈化10小时；然后将IOg荸荠皮粉末和20g霞石加入到15g三乙胺溶液中，混合搅拌均匀后放入以聚乙烯四醚为内衬的不锈钢反应釜内晶化，经过165°C下晶化3 5天后，过滤分离出结晶的固相样品，洗涤到中性并100°c烘干，即制得本发明的吸附材料。将该吸附材料放入体积为500mL浓度为4mg/L含有溴离子的废水中，pH值在6. O的情况下，吸附2个小时,吸附率为92%。实施例2
去荸荠去外层皮，得荸荠皮材料；切碎，用质量分数为45 %的酒石酸溶液进行浸泡24h，过滤，在通风条件下晾干，然后粉碎30分钟；取霞石、硅酸钠，铝酸钠和去离子水按重量份数计7g、4g、6g、360g配成的溶液，再加入I. 5gNa2C03、6gH2C202，放入容器中常温陈化11小时；然后将IOg荸荠皮粉末和20g霞石加入到15g三乙胺溶液中，混合搅拌均匀后放入以聚乙烯四醚为内衬的不锈钢反应釜内晶化，经过165°C下晶化4天后，过滤分离出结晶的固相样品，洗涤到中性并100°C烘干，即制得本发明的吸附材料。将该吸附材料放入体积为500ml，浓度为6mg/L含有溴离子的废水中，pH值在6. 5·的情况下，吸附3个小时，吸附率为93. 5%。实施例3
去荸荠去外层皮，得荸荠皮材料；切碎，用质量分数为50 %的酒石酸溶液进行浸泡24h，过滤，在通风条件下晾干，然后粉碎40分钟；取霞石、硅酸钠，铝酸钠和去离子水按重量份数计8g、5g、7g、387g配成的溶液，再加入2gNa2C03、8gH2C202，放入容器中常温陈、化12小时然后将IOg荸荠皮粉末和20g霞石加入到15g三乙胺溶液中，混合搅拌均匀后放入以聚乙烯四醚为内衬的不锈钢反应釜内晶化，经过165°C下晶化5天后，过滤分离出结晶的固相样品，洗涤到中性并100°C烘干，即制得本发明的吸附材料。将该吸附材料放入体积为500mL浓度为8mg/L含有溴离子的废水中，pH值在7. O的情况下，吸附4个小时，吸附率为94. 9%。
权利要求
1.一种去除水中溴离子的复合吸附材料，其特征在于该吸附材料由改性荸荠皮和钠霞石为王要原料混合结品制备而成。
2.根据权利要求I所述一种去除水中溴离子的复合吸附材料的制备方法，其特征在于改性荸荠皮和钠霞石的制备方法 (1)去荸荠去外层皮，得荸荠皮利料；取20 30g切碎，用质量分数为40 50%的酒石酸溶液10 15mL进行浸泡24h、过滤，在通风条件下晾干，然后粉碎20 40分钟； (2)将霞石、硅酸钠，铝酸钠和去离子水按重量份数计6 8g、3 5g、5 7g、340 387g配成的溶液，再加入I 2gNa2C03、5 8gH2C202，放入容器中常温陈化10 13小时。
3.根据权利要求I所述一种去除水中溴离子的复合吸附材料的制备方法，其特征在于改性荸荠皮和钠霞石混合结晶的方法将IOg荸荠皮粉末和20g霞石加入到15g三乙胺溶液中，混合搅拌均匀后放入以聚乙烯四醚为内衬的不锈钢反应釜内晶化，经过165°C下晶化3 5天后，过滤分离出结晶的固相样品，洗涤到中性并100°C烘干，即制得本发明的吸附材料。
4.根据权利要水2中所述的一种去除水体中溴离子的复合吸附材料及其制备方法，其特征在于所述去离子水即为通过电渗析器法、离子交换器法、反滲透法、蒸馏法及其他适当的加方法，制得的密封于容器内，且不含任何添加物，无色透明，可直按饮用的水。
全文摘要
本发明公开了一种去除水中溴离子的复合吸附材料及其制备方法，属于材料制备领域，制备方法为先把荸荠皮用酒石酸浸泡，粉碎之后和三乙胺以及制得的霞石一起放入以聚乙烯四醚为内衬的不锈钢反应釜内结晶化，过滤洗涤之后获得有羟基负载表面且极性强的吸附材料。该制备方法新颖独特，制得的材料对水中溴离子有良好的吸附效果。
文档编号B01J20/30GK102872827SQ201210341818
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者涂保华, 雷春生, 梅宇韬 申请人:常州大学