磷吸附剂及其再生方法以及再生后的磷吸附剂

本发明属于环保，具体地涉及一种磷吸附剂及其再生方法以及再生后的磷吸附剂。

背景技术：

1、河湖和水库中磷含量过高会导致水体富营养化。吸附法是解决河湖和水库富营养化最有效的手段。而吸附法成功的关键是吸附剂具有高的吸附容量和优异再生性能。

2、通过对吸磷后的吸附剂进行高效再生，实现吸附剂的循环利用，是达到降低成本、提高经济性的有效方法，也是推进吸附除磷工业化应用进程的有效途径。其中化学再生是磷吸附剂最常用的再生方法，适用于大多数吸附材料。通过化学处理方法再生饱和吸附剂，简单方便、高效且成本低。

3、化学再生法主要通过质子交换机制取代吸附剂上吸附质进而达到再生的目的，通常使用螯合剂如乙二胺四乙酸(edta)或酸和碱溶液如hcl、hno3、h2so4、naoh等进行洗脱。洗脱剂的选择取决于所用吸附剂的种类和所吸附的离子类型，酸和碱已成功用于洗脱金属氧化物中的磷酸盐。在已有文献中，通常采用高浓度盐酸及氢氧化钠作为洗脱剂对金属氧化物吸附剂进行再生，且再生效果较好。

4、cn110026164a公布了一种多孔纤维复合磷吸附剂的制备方法。其中提到负载有β-feooh的玄武岩纤维磷吸附剂的一种再生方法。该方法将吸附磷溶液后的多孔纤维复合磷吸附剂置于浓度为0.1～0.5mol/l的氯化钾溶液中，震荡3～12h，取出并用蒸馏水洗涤3～5次后置于60℃烘箱烘干，制得再生多孔纤维复合磷吸附剂。使用化学再生法对该多孔纤维复合磷吸附剂进行解吸再生，但是，洗脱剂应用不广泛，不适合大多数吸附剂。

5、cn1817445a公布了一种污水脱氮除磷后稀土吸附剂的再生方法，将应用于污水脱氮除磷后的饱和稀土吸附剂，先用再生溶液对饱和稀土吸附剂进行循环脱附处理，再生溶液为浓度0.5～3mol/l的氯化钠溶液、饱和稀土吸附剂与再生溶液的重量比为1:50～70、以线速为2～5m/h的再生溶液进行循环脱附处理，过程中用碱液调节再生溶液ph值在8～14之间，脱附3～4小时；过滤，再用与该饱和稀土吸附剂相同的稀土元素配制成的活化液对脱附后稀土吸附剂进行循环活化浸渍处理；再过滤，然后干燥焙烧后获得再生。实现了稀土吸附剂的循环利用；但是，再生方法复杂，吸附效果差。

6、cn102527360a公布了一种磷吸附剂的生物再生方法。取经过一次蒸馏水洗脱的磷吸附剂接种生物再生菌剂，然后加入生理盐水，调整ph值为7.3，在30℃条件下生物再生反应5～6天；将生物再生后的磷吸附剂在100℃条件下水浴10分钟，然后用蒸馏水洗脱2～3次；经过二次蒸馏水洗脱的磷吸附剂放入干燥箱，干燥后得到再生的磷吸附剂。该技术采用生物再生的方法，环境友好，且不影响吸附剂结构；但是，微生物对环境要求高，有些污染物毒性对微生物造成影响。

7、因此，研究和开发一种磷吸附剂在多次再生后仍保持较高吸附量的再生方法具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的磷吸附剂再生效果差的缺陷问题，提供一种磷吸附剂及其再生方法以及再生后的磷吸附剂，本发明采用化学再生法洗脱无定型羟基氧化铁，再通过浸渍法再次向氧化铝孔道内中引入铁盐，并在适宜条件下转化为无定型羟基氧化铁，进而实现吸附剂的再生。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种磷吸附剂，其中，所述的磷吸附剂包括载体以及负载在所述载体上的活性组分，其中，所述载体为γ-al2o3，所述活性组分为feooh，且所述feooh与所述γ-al2o3的质量比为(0.1-0.8)：1。

3、本发明第二方面提供一种磷吸附剂的再生方法，其中，所述的再生方法包括：

4、(1)将吸附磷的磷吸附剂与洗脱液接触进行洗脱去除磷和feooh，再经过滤、洗涤和干燥处理，得到γ-al2o3；其中，所述磷吸附剂为前述所述的磷吸附剂；

5、(2)将含有铁盐的溶液浸渍到所述γ-al2o3的孔道中，所述铁盐原位水解转化为无定型feooh，得到再生后的磷吸附剂。

6、本发明第三方面提供了一种由前述所述的再生方法制备得到再生后的磷吸附剂。

7、通过上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

8、(1)本发明的再生方法操作简单，不污染环境更加绿色环保，且原料价格低廉易得，经济成本低。

9、(2)本发明的磷吸附剂(feooh/γ-al2o3复合材料)除磷再生性能良好，解决了磷吸附剂再生困难的问题，再生3次后的磷吸附剂的吸附量仍可达到原吸附剂的吸附量的85％以上，该磷吸附剂能够再生重复多次使用。

10、(3)本发明对磷吸附剂(feooh/γ-al2o3复合材料)进行除磷再生时，只有羟基氧化铁溶解，而氧化铝不溶或者基本不溶，随后再次在氧化铝孔道内原位生成羟基氧化铁，实现吸附剂的再生。这为设计一种性能优异的磷吸附剂奠定了理论基础。

技术特征：

1.一种磷吸附剂，其特征在于，所述的磷吸附剂包括载体以及负载在所述载体上的活性组分，其中，所述载体为γ-al2o3，所述活性组分为feooh，且所述feooh与所述γ-al2o3的质量比为(0.1-0.8)：1。

2.根据权利要求1所述的磷吸附剂，其中，所述feooh与所述γ-al2o3的质量比为(0.3-0.6)：1；

3.根据权利要求1或2所述的磷吸附剂，其中，γ-al2o3的比表面积为400-600m2/g，孔体积为3-4cm3/g。

4.一种磷吸附剂的再生方法，其特征在于，所述的再生方法包括：

5.根据权利要求4所述的再生方法，其中，所述洗脱液为酸，优选地，所述酸为盐酸、硝酸和硫酸中的一种或多种；

6.根据权利要求4或5所述的再生方法，其中，所述洗脱的条件包括：洗脱时间为0.5-3h；

7.根据权利要求4所述的再生方法，其中，所述铁盐为六水合氯化铁；

8.根据权利要求4所述的再生方法，其中，所述原位水解的条件包括：温度为90-150℃，优选为100-120℃，时间为1-6h。

9.根据权利要求4-8中任意一项所述的再生方法，其中，所述吸附磷的磷吸附剂的吸附量≤82.47mg/g；

10.一种由权利要求4-9中任意一项所述的再生方法制备得到再生后的磷吸附剂。

技术总结
本发明涉及环保技术领域，公开了一种磷吸附剂及其再生方法以及再生后的磷吸附剂。所述的磷吸附剂包括载体以及负载在所述载体上的活性组分，其中，所述载体为γ‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;，所述活性组分为FeOOH，且所述FeOOH与所述γ‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;的质量比为(0.1‑0.8)：1。本发明采用化学再生法洗脱无定型羟基氧化铁，再通过浸渍法再次向氧化铝孔道内中引入铁盐，并在适宜条件下转化为无定型羟基氧化铁，进而实现吸附剂的再生。

技术研发人员：宋家庆,蒋卜宁,王浩然,陈帅奇,徐向宇
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/7