一種PAC?Fe3O4/MnO2磁性活性炭及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及水處理領(lǐng)域，具體涉及一種PAC?Fe3O4/MnO2磁性活性炭及其制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種PAC?Fe3O4/MnO2磁性活性炭，由納米Fe3O4和納米MnO2的復(fù)合磁性材料及PAC組成，所述復(fù)合磁性材料負(fù)載在PAC表面，PAC：Fe3O4：MnO2的質(zhì)量比為1.5～6：4：1。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了PAC?Fe3O4/MnO2磁性活性炭的制備方法，其采用共沉淀法，在反應(yīng)體系中以PAC為載體，以NaOH為沉淀劑完成反應(yīng)。本發(fā)明專利技術(shù)提供的PAC?Fe3O4/MnO2磁性活性炭，吸附能力強(qiáng)且具有氧化能力，使用后容易分離、回收，不會(huì)造成二次污染。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及水處理領(lǐng)域，具體涉及一種PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭及其制備方法。
技術(shù)介紹
吸附法是一種成熟、操作簡(jiǎn)單的水處理方法，目前廣泛的應(yīng)用于有機(jī)廢水和重金屬?gòu)U水處理中。吸附法處理這兩類廢水常用的吸附劑分別為活性炭和二氧化錳。應(yīng)用于水處理中的活性炭有兩類，分別是粉末活性炭(PAC)和顆粒活性炭(GAC)，粉末活性炭具有較大的比表面積和發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)目標(biāo)污染物有很強(qiáng)的吸附性能的特點(diǎn)廣泛的應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，但是粉末活性炭存在著難分離、不易回收、處理成本高的缺點(diǎn)。目前我國(guó)粉末活性炭都是結(jié)合其他工藝進(jìn)行水處理應(yīng)用，并且?guī)缀醵际且淮涡允褂谩Ｊ褂煤蟮姆勰┗钚蕴吭偕芰Σ钋译y分離、不易回收，簡(jiǎn)單的填埋會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。二氧化錳(MnO2)是一種兩性物質(zhì)，既不與酸反應(yīng)也不與堿反應(yīng)，在水處理中主要起吸附作用。MnO2處理含有重金屬的廢水對(duì)重金屬離子有很強(qiáng)的親和力。但是MnO2的視密度(表觀密度)較低，同時(shí)也存在著難分離、不易回收、處理成本高等缺點(diǎn)，限制了其在水處理上的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭，吸附能力強(qiáng)且具有氧化能力，使用后容易分離、丟棄，不會(huì)造成二次污染。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭，由納米Fe3O4和納米MnO2的復(fù)合磁性材料及PAC組成，所述復(fù)合磁性材料負(fù)載在PAC表面，PAC：Fe3O4：MnO2的質(zhì)量比為1.5～6：4：1。本專利技術(shù)還提供了上述PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭的制備方法，其采用共沉淀法，在反應(yīng)體系中以PAC為載體，以NaOH為沉淀劑完成反應(yīng)。上述制備方法，包括如下步驟：a.將PAC浸入超純水中22～24h預(yù)處理，將處理后的PAC放入105～115℃的烘箱內(nèi)烘干10～12h；b.將FeSO4·7H2O或FeCl2·4H2O在室溫條件下溶于超純水中，然后加入NaOH；出現(xiàn)藍(lán)綠色絮狀物后用玻璃棒迅速攪拌均勻，并加入KMnO4，同時(shí)持續(xù)攪拌；其后投加烘干后的PAC，同時(shí)保持?jǐn)嚢瑁磻?yīng)4～6h；c.反應(yīng)結(jié)束后，混合液靜止10～20min，去除上清液，將剩余混合液放入105～115℃烘箱內(nèi)烘干5～10h；d.將所得材料收集，密封保存。本專利技術(shù)的有益效果為：1、PAC上負(fù)載的氧化物為Fe3O4/MnO2復(fù)合磁性材料，負(fù)載前后PAC表面性質(zhì)發(fā)生了明顯變化，F(xiàn)e3O4/MnO2復(fù)合磁性材料在PAC表面均勻分布形狀近似球狀，MnO2主要負(fù)載在Fe3O4表面呈不定型結(jié)構(gòu)，該復(fù)合磁性材料負(fù)載在PAC表面沒有對(duì)PAC發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)造成影響。2、本專利技術(shù)的PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭對(duì)目標(biāo)污染物的飽和吸附量在短時(shí)間內(nèi)可達(dá)到99％以上，與純粉末活性炭相比飽和吸附量有顯著的提高；3、本專利技術(shù)的PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭處理完水樣后在10min以內(nèi)就可以完全沉淀，并且在外磁場(chǎng)的條件下可迅速分離。4、本專利技術(shù)的PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭成功的解決了原有粉末活性炭及MnO2難分離、易流失、不易回收、處理成本高的缺陷。5、本專利技術(shù)的PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭可以利用共沉淀法大批量生產(chǎn)，便于推廣應(yīng)用。附圖說明圖1為本專利技術(shù)PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭與粉末活性炭對(duì)亞甲基藍(lán)染料去除效果對(duì)比圖。具體實(shí)施方式一種PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭，由納米Fe3O4和納米MnO2的復(fù)合磁性材料及PAC組成，所述復(fù)合磁性材料負(fù)載在PAC表面，PAC：Fe3O4：MnO2的質(zhì)量比為4：4：1。其制備步驟如下：a.將PAC浸入超純水中24h預(yù)處理，將處理后的PAC放入110℃的烘箱內(nèi)烘干10h；b.用電子天平準(zhǔn)確稱取12.51gFeSO4·7H2O或8.955gFeCl2·4H2O在室溫條件下溶于200ml超純水中，然后加入20ml濃度為5mol/L的NaOH；出現(xiàn)藍(lán)綠色絮狀物后用玻璃棒迅速攪拌均勻，并加入100ml濃度為0.1mol/L的KMnO4，同時(shí)持續(xù)攪拌；其后往溶液里投加3.48g的PAC，投加PAC的同時(shí)要保持?jǐn)嚢瑁磻?yīng)4h；c.反應(yīng)結(jié)束后，混合液靜止10min，去除上清液，將剩余混合液放入110℃烘箱內(nèi)烘干5h；d.將所得材料收集，密封保存。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：室溫條件下，取500ml濃度為200mg/L的亞甲基藍(lán)模擬染料廢水，投加0.25gPAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭，在機(jī)械攪拌的條件下，定時(shí)取樣測(cè)染料的濃度，染料去除率最高值達(dá)到99.6％；反應(yīng)結(jié)束后用磁鐵進(jìn)行分離回收；得到如圖1所示的曲線。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種PAC?Fe3O4/MnO2磁性活性炭，其特征在于，由納米Fe3O4和納米MnO2的復(fù)合磁性材料及PAC組成，所述復(fù)合磁性材料負(fù)載在PAC表面，PAC：Fe3O4：MnO2的質(zhì)量比為1.5～6：4：1。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭，其特征在于，由納米Fe3O4和納米MnO2的復(fù)合磁性材料及PAC組成，所述復(fù)合磁性材料負(fù)載在PAC表面，PAC：Fe3O4：MnO2的質(zhì)量比為1.5～6：4：1。2.一種如權(quán)利要求1所述的PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭的制備方法，其特征在于，采用共沉淀法，在反應(yīng)體系中以PAC為載體，以NaOH為沉淀劑完成反應(yīng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PAC-Fe3O4/MnO2磁性活性炭的制備方法，其特征在于，包括如下...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉軍，杜茹男，由昆，袁雅姝，郭慧宇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：沈陽(yáng)建筑大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧;21