專利名稱：一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理劑的制備領(lǐng)域，特別涉及一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法。
背景技術(shù)：
全球僅約10%的水是直接為人類所用。最大的份額，70%用于農(nóng)業(yè)，剩余的20% 為工業(yè)用。中國的排污約為全球的20%，而它只得到全球的5%的新鮮水。因此，解決污染問題已列入議事日程。在紡織印染、皮革、造紙行業(yè)加工過程中，大量使用了污染環(huán)境和對(duì)人體有害的助劑，這些助劑大多以液體的形態(tài)排放而污染環(huán)境，生物降解性差，毒性大，游離甲醛含量高，重金屬離子的含量超標(biāo)。其中，印染濕整理更是無可爭議地成為水污染大戶。從上漿開始到退漿、水洗、練漂、絲光，然后染色印花、可能還需涂層，按此流程每道工序都涉及水洗，而每道工序每千克材料需20L耗水。結(jié)果是濕整理過程中每千克原棉的用水量加起來多達(dá)200L。當(dāng)一件標(biāo)準(zhǔn)的男式襯衣定制后在商店櫥窗展示時(shí)，超過2000L水在生產(chǎn)加工它時(shí)被用掉了(布料純棉，125g/m)。目前使用的處理廢水的方法主要有物理分離法、生物降解法、化學(xué)分解法，但這些方法都存在一定的局限性，不利于可持續(xù)發(fā)展。因而，人們開始致力于開發(fā)高效、低能耗、 適用范圍廣和有深度氧化能力的污染物清除技術(shù)。近年來，很多學(xué)者將TiO2用于光催化降解水中有機(jī)污染物，但是由于其帶隙較寬(3. 2eV)，僅在紫外光范圍有響應(yīng)，而BiVO4在可見光區(qū)域具有光催化活性，可以降解有機(jī)污染物，以達(dá)到處理環(huán)境污染的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，該方法成本低廉，工藝簡單；制備的水處理劑適用于各種廢水的深度處理，環(huán)保無二次污染。本發(fā)明的一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，包括(1)將鉍鹽、穩(wěn)定劑加入到磷酸鹽緩沖液中，攪拌15 60min，形成懸濁液；將偏釩酸鹽溶于磷酸鹽緩沖液，然后加入到懸濁液中，形成透明溶液；其中鉍鹽、穩(wěn)定劑和偏礬酸鹽的摩爾比為0. 01 0. 15 0.01 0.05 0. 01 0. 15 ；(2)用堿性溶液調(diào)節(jié)上述透明溶液的pH值至4. 5 9，于20 100°C加入與步驟 ⑴中鉍鹽質(zhì)量比為5 1 20 1的活性炭，攪拌回流反應(yīng)6-Mh，過濾、焙烘產(chǎn)物，即得。所述步驟(1)中的鉍鹽為硝酸鉍、碳酸鉍、氯化鉍或醋酸鉍。所述步驟(1)中的穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉、葡萄糖酸鈉或丁烷四羧酸。所述步驟(1)中的偏釩酸鹽為偏釩酸鈉、偏釩酸鉀或偏釩酸銨。所述步驟(1)中的磷酸鹽緩沖液由0.025 0.05mol/L磷酸二氫鈉溶液和 0. 05-0. lmol/L磷酸氫鈉溶液組成。
所述步驟O)中的堿性溶液為0. 5 1. 5mol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液。所述步驟O)中的焙烘溫度為150 280°C，焙烘時(shí)間為2 4h?；钚蕴孔鳛橐环N礦物粘土，具有特殊的層間特性，可在其表面負(fù)載BiVO4微粒，制備成負(fù)載型催化劑。這種負(fù)載型光催化劑可以提高光催化劑的分散性，利于回收重復(fù)利用。 而且由于活性炭的資源豐富、價(jià)格低廉。本發(fā)明利用活性炭的多孔、吸附能力強(qiáng)、與水易分離等特點(diǎn)和BiVO4的光催化活性結(jié)合起來，將納米BiVO4成功的負(fù)載到活性炭上，制備成可以懸浮于廢水中而又可以順利與水分離的高催化活性的可見光光催化材料，并且將其應(yīng)用于廢水的深度處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水中高濃度有機(jī)污染物氧化去除，而不是轉(zhuǎn)移到其他地方，是一個(gè)環(huán)保型的工藝技術(shù)。有益效果(1)本發(fā)明成本低廉，工藝簡單，對(duì)設(shè)備的要求低，可操作性好；(2)本發(fā)明制備的水處理劑可以去除水中高濃度有機(jī)污染物，適用于各種廢水的深度處理，環(huán)保無二次污染，且具有抗菌、除臭、可以吸附其他重金屬離子等優(yōu)點(diǎn)；可以克服現(xiàn)有鉍基水處理劑的不足，水處理效果好，可循環(huán)使用，具有良好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1(1)將硝酸鉍、乙二胺四乙酸二鈉加入到磷酸鹽緩沖液中，攪拌15min，形成懸濁液；將偏釩酸鹽鈉溶于磷酸鹽緩沖液中，逐滴加入到所述懸濁液中，形成透明溶液；其中鉍鹽、穩(wěn)定劑和偏礬酸鹽的摩爾比為0.01 0.01 0.01，磷酸鹽緩沖液中是由0.02511101/1 磷酸二氫鈉溶液和0. 05mol/L磷酸氫鈉溶液組成；(2)用濃度為0. 5mol/L的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)上述透明溶液的pH值為4. 5，然后在20°C下加入活性炭，攪拌，回流他，過濾，得黃色產(chǎn)物，最后將所得產(chǎn)物于150°C焙烘2h， 即可；其中鉍鹽與活性炭的重量比為1 5。實(shí)施例2(1)將碳酸鉍、葡萄糖酸鈉加入到磷酸鹽緩沖液中，攪拌35min，形成懸濁液；將偏釩酸鹽銨溶于磷酸鹽緩沖液中，逐滴加入到所述懸濁液中，形成透明溶液；其中鉍鹽、穩(wěn)定劑和偏礬酸鹽的摩爾比為0.06 0.03 0.01，磷酸鹽緩沖液中是由0.03mol/L磷酸二氫鈉溶液和0. 08mol/L磷酸氫鈉溶液組成；(2)用濃度為lmol/L的氫氧化鉀水溶液調(diào)節(jié)上述透明溶液的pH值為7，然后在 80°C下加入活性炭，攪拌，回流15h，過濾，得黃色產(chǎn)物，最后將所得產(chǎn)物于210°C焙烘3h，即可；其中鉍鹽與活性炭的重量比為1 12。實(shí)施例3(1)將醋酸鉍、丁烷四羧酸加入到磷酸鹽緩沖液中，攪拌60min，形成懸濁液；將偏釩酸鹽鈉溶于磷酸鹽緩沖液中，逐滴加入到所述懸濁液中，形成透明溶液；其中鉍鹽、穩(wěn)定劑和偏礬酸鹽的摩爾比為0. 15 0.05 0. 15，磷酸鹽緩沖液中是由0.05mol/L磷酸二氫鈉溶液和0. lmol/L磷酸氫鈉組成溶液；(2)用濃度為1. 5mol/L的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)上述透明溶液的pH值為9，然后在 100°C下加入活性炭，攪拌，回流Mh，過濾，得黃色產(chǎn)物，最后將所得產(chǎn)物于280°C焙烘4h， 即可；其中鉍鹽與活性炭的重量比為1 20。以印染廢水為處理對(duì)象，在廢水中分別加入不同的濃度量的實(shí)施例1 3所得的水處理劑，經(jīng)過6小時(shí)日光照射后，水處理劑對(duì)印染廢水的脫色率如下表所示
權(quán)利要求
1.一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，包括(1)將鉍鹽、穩(wěn)定劑加入到磷酸鹽緩沖液中，攪拌15 60min，形成懸濁液；將偏釩酸鹽溶于磷酸鹽緩沖液，然后加入到懸濁液中，形成透明溶液；其中鉍鹽、穩(wěn)定劑和偏礬酸鹽的摩爾比為 0. 01 0. 15 0.01 0.05 0. 01 0. 15 ；(2)用堿性溶液調(diào)節(jié)上述透明溶液的pH值至4.5 9，于20 100°C加入與步驟(1) 中鉍鹽質(zhì)量比為5 1 20 1的活性炭，攪拌回流反應(yīng)6-Mh，過濾、焙烘產(chǎn)物，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的鉍鹽為硝酸鉍、碳酸鉍、氯化鉍或醋酸鉍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉、葡萄糖酸鈉或丁烷四羧酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的偏釩酸鹽為偏釩酸鈉、偏釩酸鉀或偏釩酸銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的磷酸鹽緩沖液由0.025 0.05mol/L磷酸二氫鈉溶液和 0. 05-0. lmol/L磷酸氫鈉溶液組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，其特征在于所述步驟O)中的堿性溶液為0. 5 1. 5mol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，其特征在于所述步驟O)中的焙烘溫度為150 280°C，焙烘時(shí)間為2 4h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活性炭自組裝釩酸鉍水處理劑的制備方法，包括(1)將鉍鹽、穩(wěn)定劑加入到磷酸鹽緩沖液中，攪拌15～60min，形成懸濁液；將偏釩酸鹽溶于磷酸鹽緩沖液，然后加入到懸濁液中，形成透明溶液；(2)用堿性溶液調(diào)節(jié)上述透明溶液的pH值至4.5～9，于20～100℃加入與步驟(1)中鉍鹽質(zhì)量比為5∶1～20∶1的活性炭，攪拌回流反應(yīng)6-24h，過濾、焙烘產(chǎn)物，即得。本發(fā)明成本低廉，工藝簡單；制備的水處理劑適用于各種廢水的深度處理，環(huán)保無二次污染，可以克服現(xiàn)有鉍基水處理劑的不足，水處理效果好，可循環(huán)使用，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A01N59/16GK102247831SQ20111012688
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者何瑾馨, 劉保江, 董霞 申請人:東華大學(xué)