申请日2014.09.24
公开(公告)日2014.12.17
IPC分类号B01J20/10; C02F1/58; C02F1/28; B01J20/30
摘要
本发明涉及一种改性粉煤灰的制备方法，属于废水处理尤其是废水中硝基苯酚吸附处理方法领域。所述的用于废水中硝基苯酚吸附的改性粉煤灰的制备方法，包括以下步骤：将粉煤灰样品经研磨过筛，将粒径控制在0.045-0.150mm，室温下用浸泡液浸泡24h，过滤，蒸馏水洗涤，烘至衡重，密封储存即得改性粉煤灰。本发明所述的制备方法，具有工艺简单、可操作性强，成本低，适用于工业化生产等特点，经测定，所制备的改性粉煤灰对废水中的硝基苯酚吸附量在7-8mg/g。
权利要求书
1.用于废水中硝基苯酚吸附的改性粉煤灰的制备方法，包括以下步骤：
将粉煤灰样品经研磨过筛，将粒径控制在0.045-0.150mm，室温下用浸泡液浸泡24h，过滤，蒸馏水洗涤，烘至衡重，密封储存即得改性粉煤灰。
2.如权利要求1所述的用于废水中硝基苯酚吸附的改性粉煤灰的制备方法，其特征在于所述的浸泡液为0.1mol/L的硝酸铝溶液或0.1mol/L的氯化铁溶液。
3.如权利要求1所述的用于废水中硝基苯酚吸附的改性粉煤灰的制备方法，其特征在于所述的粉煤灰粒径为0.045-0.055mm。
说明书
用于废水中硝基苯酚吸附的改性粉煤灰的制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性粉煤灰的制备方法，属于废水处理尤其是废水中硝基苯酚吸附处理方法领域。
背景技术
粉煤灰是热电厂燃煤粉锅炉排放的废弃物，我国电力以燃煤为主，每年约有近亿吨粉煤灰排放，目前的利用率仅为40%左右，主要用于烧砖、筑路、水泥和混凝土的掺合料、选取漂珠、改良土壤等方面，其余大部分堆积废弃，这不仅占用了大量土地，而且严重污染了环境。如何将粉煤灰综合利用，是当今环境科学的重要研究课题。粉煤灰是具有一定活性的多孔球状细小颗粒，对于水中杂质具有较好的吸附性能，利用粉煤灰对工业废水进行处理可谓以废治废，并且处理废水费用低效果好。环保科研人员在这方面已做了大量的研究工作，取得了许多令人瞩目的成就。
城市煤气给城市居民的生活提供了许多方便，但排放的含酚废水污染仍相当严重，由于浓度极低，从水中去除这些有毒物存在一定的困难。目前，处理这类废水有物理法、化学法和生物法，但后两种方法难于除尽有害物。吸附法在水处理中得到了广泛应用，粉状活性炭虽有好的吸附效果，但处理费用高，难以在实际废水处理中得到应用与推广。
因此，研究一种吸附性能好、对废水中的硝基苯酚吸附效果好、以及成本低的改性粉煤灰具有很高的应用前景。
发明内容
本发明旨在提供一种吸附性能好、对废水中的硝基苯酚吸附效果好、以及成本低的改性粉煤灰的制备方法。
本发明所述的用于废水中硝基苯酚吸附的改性粉煤灰的制备方法，包括以下步骤：
将粉煤灰样品经研磨过筛，将粒径控制在0.045-0.150mm，室温下用浸泡液浸泡24h，过滤，蒸馏水洗涤，烘至衡重，密封储存即得改性粉煤灰。
优选的，本发明所述的浸泡液为0.1m0l/L的硝酸铝溶液或0.1m0l/L的氯化铁溶液。
更优选的，本发明所述的粉煤灰粒径为0.045-0.055mm。
本发明所述的制备方法中，所用的粉煤灰主要化学组成为(%): 二氧化硅52.45、三氧化二铝20.78、 三氧化二铁8.55、氧化钙2.16、氧化镁1.40、三氧化硫0.58、氧化钠0.65、氧化钾1.04、烧失量9.84，用去离子水浸泡后溶液的PH 值为7.8。
本发明所制备的改性粉煤灰对硝基苯酚吸附性能的主要因素，粉煤灰的粒径减小吸附容量增大，这一点可从粉煤灰的组成来解释，粉煤灰的化学组成主要是硅和氧化铝，其含量随着粉煤灰粒径的减小而增加，况且粉煤灰中的硅和氧化铝含量在酚的去除中起着重要的作用，这是由于对硝基苯酚的酚羟基氧上的孤电子 可和粉煤灰中硅酸盐的中心离子和具弱酸性的氧化铝表面形成强的化学键，粉煤灰的小粒径比例增大时吸附量略有增加。
使用时，废水中的氢离子浓度( PH)是吸附主要的影响因素，主要是影响对硝基苯酚的离子化和粉煤灰表面的性能，PH值越小，酸度越大，溶液中对硝基苯酚的去除效果越好，这可能是由于粉煤灰表面所形成的水合氧化物随PH值的变化，在PH 值较小时，与苯环形成共轭效应的羟基氧上的孤对电子与粉煤灰的正电荷表面的协同作用而成键，况且在PH 值较小时完全有可能降低粉煤灰表面的负电性，但在碱性介质中，对硝基苯酚可与碱作用而形成对硝基苯酚负离子与粉煤灰表面的负离子排斥，大大降低了对硝基苯酚的去除率。
吸附机理：粉煤灰颗粒基本上可由低铁玻璃体、高铁玻璃体、多孔玻璃体和碳粒组成，燃烧程度完全的粉煤灰基本上由玻璃珠组成，但大多数的粉煤灰燃烧都不完全，从所选用的粉煤灰化学组成来看，它含有9.84%的烧失量，可认为它的多孔玻璃体、多孔碳粒和焦炭含量较高，在吸附过程中，这些多孔性成分具有一定的吸附作用;况且在多孔碳粒内粘连着一定量的硅酸盐矿物及玻璃体，这些硅酸盐矿物主要是莫来石、石英、方解石、刚玉及微量磁铁矿、长石等，这些硅酸盐矿物遇水后，在粉煤灰表面上形成的水合氧化物，在不同的PH值下表现出正离子、中性分子和负离子状态，对溶液中的对硝基苯酚产生不同的吸附效果，因此，粉煤灰吸附对硝基苯酚可认为是多孔物质和静电作用的共同结果所致。
本发明所述的制备方法，具有工艺简单、可操作性强，成本低，适用于工业化生产等特点，经测定，所制备的改性粉煤灰对废水中的硝基苯酚吸附量在7-8mg/g。
具体实施方式
实施例一：
将粉煤灰样品经研磨过筛，将粒径控制在0.045-0.055mm，室温下用0.1m0l/L的硝酸铝溶液浸泡24h，过滤，蒸馏水洗涤，烘至衡重，密封储存即得改性粉煤灰。
实施例二：
将粉煤灰样品经研磨过筛，将粒径控制在0.045-0.055mm，室温下用0.1m0l/L的氯化铁溶液浸泡24h，过滤，蒸馏水洗涤，烘至衡重，密封储存即得改性粉煤灰。
实施例三：吸附实验
准确称取粉煤灰、实施例一所制的改性粉煤灰和实施例二所制的改性粉煤灰各1g与加入25mL浓度为250-500mg/L的对硝基苯酚溶液的锥形瓶中，控制温度在50℃，用0.01m0l/L的硝酸调节PH值至3，在振荡器上振荡30min，取出过滤，蒸馏水洗涤，用福林酚光度法测定滤液中对硝基苯酚的浓度并计算吸附量。
测试结果表时，粉煤灰、实施例一所制的改性粉煤灰和实施例二所制的改性粉煤灰的吸附量分别为2.5mg/g、8.0mg/g以及7.0mg/g。