本發(fā)明屬于地下水凈化領(lǐng)域，具體涉及一種用于冶金球團(tuán)鋅離子殺菌的負(fù)載納米鐵膨潤(rùn)土吸附劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要成分的天然納米吸附材料，陽(yáng)離子交換容量大，對(duì)污染物具有較強(qiáng)的吸附能力，近年來被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水中有機(jī)污染物、重金屬的吸附處理。此外，膨潤(rùn)土還廣泛應(yīng)用于石油、日用、化工、能源和環(huán)保等領(lǐng)域。納米鐵相比于普通鐵顆粒，活性高，去污效果快。近年來，地下水中的重金屬六價(jià)鉻污染日益受到重視，納米鐵可以有效地將六價(jià)鉻還原成毒性小、遷移性差的三價(jià)鉻，使其沉淀固定下來，從而將污染源區(qū)的污染物消減固定，防止其向周圍擴(kuò)散，有利于達(dá)到進(jìn)一步控制消除的目標(biāo)。但是納米鐵顆粒小，所以極易團(tuán)聚，易氧化失活，因此，解決納米鐵的團(tuán)聚問題并提高穩(wěn)定性，成為研究的熱點(diǎn)。
李晨樺在《膨潤(rùn)土負(fù)載納米鐵去除地下水中六價(jià)鉻研究》中，利用FeSO4·7H2O和鈉基膨潤(rùn)土制備了一種去除六價(jià)鉻的吸附劑，但是還存在著比表面積小、納米鐵易失活、吸附效率低等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于以上思考，本發(fā)明旨在提供一種比表面積大、吸附效率高、使用壽命長(zhǎng)的膨潤(rùn)土吸附劑。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種用于冶金球團(tuán)鋅離子殺菌的負(fù)載納米鐵膨潤(rùn)土吸附劑，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：
凹凸棒土3-5，鈉基膨潤(rùn)土30-50，活性炭5-10，鹽酸溶液3-6，硝酸銀溶液10-15，F(xiàn)eSO4·7H2O 10-20，硫酸鋅溶液3-7，KBH4 5-10，NaOH 20-30，脫氧水適量，去離子水30-80，脫氧乙醇20-100，乙醇20-40；
所述硝酸銀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2%；NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-1%，鹽酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15%，硫酸鋅溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-40%。
所述的一種用于冶金球團(tuán)鋅離子殺菌的負(fù)載納米鐵膨潤(rùn)土吸附劑的制備方法，其特征在于，是由以下步驟制成：
a. 將凹凸棒土在120-160℃下烘烤1-3h，去除其中的有機(jī)化合物后，分散于蒸餾水中，再加入鹽酸溶液、硫酸鋅溶液進(jìn)行活化和離子交換吸附，得到富含鋅離子的凹凸棒土，過濾烘干備用；
b. 將活性炭加入到乙醇中，超聲分散均勻后，浸泡1-2h，過濾并烘干；將硝酸銀溶液滴加到烘干的活性炭中，并不斷攪拌，使其潤(rùn)濕均勻，然后將濕潤(rùn)的活性炭干燥后置于 300-500℃下煅燒20-80min，得到載銀活性炭；
c 將步驟a所得凹凸棒土、步驟b所得載銀活性炭、鈉基膨潤(rùn)土加入到去離子水中，持續(xù)攪拌20-25h，使其充分分散后，向其中加入FeSO4·7H2O，再持續(xù)攪拌20-25h 后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入脫氧乙醇；
d. 將KBH4溶于NaOH中，攪拌條件下滴加到步驟c所得懸濁液中，立即出現(xiàn)黑色沉淀；滴加完畢后，持續(xù)攪拌20-40min，過濾并用脫氧水、脫氧乙醇洗滌2-3次，烘干，即得負(fù)載納米鐵、銀、活性炭的膨潤(rùn)土吸附劑。
所述的一種用于冶金球團(tuán)鋅離子殺菌的負(fù)載納米鐵膨潤(rùn)土吸附劑的制備方法，其特征在于，所用鈉基膨潤(rùn)土使用前需要過200-300目篩。
本發(fā)明的有益效果是：KBH4在堿性條件下可將二價(jià)鐵還原為零價(jià)鐵，粘附在膨潤(rùn)土上，解決了納米鐵分散性差限制應(yīng)用的缺點(diǎn)，又有利于經(jīng)濟(jì)型粘土礦物的廣泛應(yīng)用；納米鐵可以有效地將六價(jià)鉻還原成毒性小、遷移性差的三價(jià)鉻，使其沉淀固定下來，從而將污染源區(qū)的污染物消減固定，防止其向周圍擴(kuò)散，有利于達(dá)到進(jìn)一步控制消除的目標(biāo)；硝酸銀通過高溫煅燒會(huì)生成單質(zhì)銀，負(fù)載在活性炭上，將其引入吸附體系，一方面活性炭可以增大膨潤(rùn)土的比表面積，從而增加吸附劑與污染物的接觸面積，提高吸附效率；另一方面銀粒子可以激活已經(jīng)失活的納米鐵催化劑，提高催化活性、凈化效果，同時(shí)延長(zhǎng)使用壽命；配合添加的鋅離子具有殺菌和抗爆作用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例
一種用于冶金球團(tuán)鋅離子殺菌的負(fù)載納米鐵膨潤(rùn)土吸附劑，其特征在于，是由以下重量份的原料制成：
凹凸棒土5，鈉基膨潤(rùn)土50，活性炭10，鹽酸溶液6，硝酸銀溶液15，F(xiàn)eSO4·7H2O 20，硫酸鋅溶液7，KBH4 10，NaOH 30，脫氧水適量，去離子水80，脫氧乙醇100，乙醇40；
所述硝酸銀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2%；NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-1%，鹽酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15%，硫酸鋅溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-40%。
所述的一種用于冶金球團(tuán)鋅離子殺菌的負(fù)載納米鐵膨潤(rùn)土吸附劑的制備方法，其特征在于，是由以下步驟制成：
a. 將凹凸棒土在120-160℃下烘烤1-3h，去除其中的有機(jī)化合物后，分散于蒸餾水中，再加入鹽酸溶液、硫酸鋅溶液進(jìn)行活化和離子交換吸附，得到富含鋅離子的凹凸棒土，過濾烘干備用；
b. 將活性炭加入到乙醇中，超聲分散均勻后，浸泡1-2h，過濾并烘干；將硝酸銀溶液滴加到烘干的活性炭中，并不斷攪拌，使其潤(rùn)濕均勻，然后將濕潤(rùn)的活性炭干燥后置于 300-500℃下煅燒20-80min，得到載銀活性炭；
c 將步驟a所得凹凸棒土、步驟b所得載銀活性炭、鈉基膨潤(rùn)土加入到去離子水中，持續(xù)攪拌20-25h，使其充分分散后，向其中加入FeSO4·7H2O，再持續(xù)攪拌20-25h 后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入脫氧乙醇；
d. 將KBH4溶于NaOH中，攪拌條件下滴加到步驟c所得懸濁液中，立即出現(xiàn)黑色沉淀；滴加完畢后，持續(xù)攪拌20-40min，過濾并用脫氧水、脫氧乙醇洗滌2-3次，烘干，即得負(fù)載納米鐵、銀、活性炭的膨潤(rùn)土吸附劑。
所述的一種用于冶金球團(tuán)鋅離子殺菌的負(fù)載納米鐵膨潤(rùn)土吸附劑的制備方法，其特征在于，所用鈉基膨潤(rùn)土使用前需要過200-300目篩。
本發(fā)明的性能測(cè)試數(shù)據(jù)為：反應(yīng)40min后，六價(jià)鉻去除率≥90%。