申请日2014.01.24
公开(公告)日2016.04.13
IPC分类号B01J20/12; B01J20/30; C02F1/28
摘要
本发明涉及环保以及水处理领域，公开了一种磁响应性膨润土水处理剂的方法，步骤一、配制浓度为0.1～3.0mol/L的Fe2+或者Fe3+盐溶液100mL;步骤二、称取1～5g改性膨润土加入配置好的Fe2+或者Fe3+盐溶液之中，搅拌均匀，加入到高压釜中;步骤三、首先用N2置换釜内空气，然后，充入氢气或者一氧化碳，压力为1～15MPa，将温度升为400～800℃，反应时间为2～20h;步骤四、通过上述反应所得物用去离子水或者无水乙醇进行洗涤，使洗涤液pH=7～8，将所得物在温度40～100℃下恒温真空干燥;步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的铁零膨润土。该发明通过CO/H2作为还原剂，反应工艺简单，原料价廉易得，所生成的铁零负载膨润土水处理剂，工业化生产门槛低，易于工业化推广。
权利要求书
1.一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其制作步骤为：
步骤一、配制浓度为0.1～3.0mol/L的Fe2+或者Fe3+盐溶液100mL;
步骤二、称取1～5g改性膨润土加入配置好的Fe2+或者Fe3+盐溶液之中，并且加入骨架镍催化剂，搅拌均匀，加入到高压釜中;
步骤三、首先用N2置换釜内空气，然后，充入氢气或者一氧化碳，调节压力至2～6MPa，将温度升至400～800℃，反应时间为2～6h;
步骤四、通过上述反应所得物用去离子水或者无水乙醇进行洗涤，至洗液pH=7～8时，将所得物在40～100℃下真空恒温干燥;
步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的铁零膨润土。
2.如权利要求1所述的一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中Fe2+或者Fe3+盐溶液为FeCl2·4H2O溶液、FeSO4·7H2O溶液、FeCl3·6H2O溶液或Fe2(SO4)3溶液。
3.如权利要求1所述的一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中改性膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土或锂基膨润土。
4.如权利要求1所述的一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，将温度升至450～650℃，反应时间为4～6h。
5.如权利要求1所述的一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤四中用去离子水或者无水乙醇洗涤三次。
说明书
一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法
技术领域
本发明涉及环境保护领域，尤其涉及一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法。
背景技术
现代工业生产过程中会伴随产生较多的有机和无机污染产物，如氯代烃、多环芳烃、五价砷和六价铬等一些重金属离子。这些污染物难以处理，并且严重污染环境和威胁人体健康。如何有效和经济的处理这些污染物，一直是各国研究水处理的重点。
膨润土资源丰富、价格便宜，且具有良好的分散性、吸附性和离子交换，及比表面积大等特点，将膨润土运用在污水处理中，可大量吸附污物毒物。尤其对污水中的重金属离子、酚类、有机分子、聚合物、杀虫剂、放射性核和染料等均具有良好的净化处理作用，但直接利用天然膨润土难以有效发挥上述性能，需进行改良。零价铁(Fe°)由于其价格低廉、环境安全性高，且对卤代烃、卤代芳烃和有机氯农药以及一些有毒金属(如铬、硒、砷、锑等)有高的反应活性和处理效果，被认为是一种极具潜力的环境修复及污染控制材料。所以，将Fe°负载在膨润土上制备磁响应性膨润土，可充分发挥二者的协同效应，又可利用磁分离技术将该膨润土从悬浮液中快速分离回收。
目前，Fe°负载膨润土的有效方法报道较少，主要有物理混合法、强还原剂还原铁盐法等。绍兴文理学院在2008年7月4日所申请的专利《改性膨润土与零价铁水处理剂》(申请号200810062905.6，公开号101306863)《改性膨润土负载纳米铁水处理剂及其制备方法》(申请号200810062906.0，公开号101314496)中公开报道一种改性膨润土负载铁零水处理剂，将改性膨润土与铁零按照一定比例均匀混合后，制备改性膨润土负载铁零水处理剂。用于去除氯代有机污染物、重金属离子;Li-naShia等通过FeCl3·6H2O、膨润土配成无水乙醇水溶液，利用强还原剂硼氢化钠获得了一种膨润土负载铁零水处理剂，用于处理污水中的Cr(VI)取得了显著的效果。
(Synthesis，characterizationandkineticsofbentonitesupportednZVIfortheremovalofCr(VI)fromaqueoussolution)。
由此可见，现有的技术主要是通过物理混合Fe°和膨润土或者采用价格昂贵的强还原剂硼氢化钠或硼氢化钾还原铁盐制备Fe°膨润土，导致Fe°松散附着在膨润土上，使用过程中易于脱落，起不到二者的协同效应，或者使用价格昂贵的强还原剂，增加了生产成本，不利于工业推广。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明采用廉价易得还原剂CO/H2，与FeCl2·4H2O、FeSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、Fe2(SO4)3等Fe2+/Fe3+盐经过催化还原反应，制备出Fe°膨润土水处理剂。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
该种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法，其制作步骤为：
步骤一、配制浓度为0.1～3.0mol/L的Fe2+或者Fe3+盐溶液100mL;
步骤二、称取1～5g改性膨润土加入配置好的Fe2+或者Fe3+盐溶液之中，并且加入骨架镍催化剂，搅拌均匀，加入到高压釜中;
步骤三、首先用N2置换釜内空气，然后，充入氢气或者一氧化碳，调节压力为2～6MPa，将温度升为400～800℃，反应时间为2～6h;
步骤四、通过上述反应所得物用去离子水或者无水乙醇进行洗涤，pH=7～8，将所得物在40～100℃下真空恒温干燥;
步骤五、将干燥物研磨，过120目筛子，筛下物为所制的铁零膨润土。
优选的，所述步骤一中Fe2+或者Fe3+盐溶液可以为FeCl2·4H2O溶液、FeSO4·7H2O溶液、FeCl3·6H2O溶液或Fe2(SO4)3溶液。
优选的，所述步骤二中改性膨润土可选择钠基膨润土、钙基膨润土、锂基膨润土。
优选的，所述步骤三中将温度升为450～650℃，反应时间为4～8h。
优选的，所述步骤四中用去离子水或者无水乙醇洗涤三次。
本发明的有益效果在于：现有技术中制备铁零膨润土的方法多是通过与铁屑物理混合或者强还原剂如硼氢化钠还原铁盐制得，存在铁零附着力不高或者生产成本较高的问题，本发明通过CO/H2作为还原剂，经过还原铁盐制备铁零膨润土，其结晶程度高，Fe°和膨润土附着牢固，反应工艺简单，原料来源方便易得，所生成的Fe°负载膨润土水处理剂，工业化生产门槛低，易于工业化推广。所获得的铁零膨润土可以用于水处理，比如污水、煤泥水、矿井水等等。