技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保材料及應用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種介孔磁性微通道結(jié)構(gòu)氧化鋁染料廢水吸附劑及其制備方法。?

背景技術(shù)

隨著紡織工業(yè)的迅猛發(fā)展，印染廢水已成為我國水系環(huán)境的主要污染源；據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010年我國紡織廢水排放量高達24.55億噸，其中80%是染料廢水；這些染料廢水具有水量大、有機污染物濃度高、可生化性差、色度高、堿性大等特點，如果不經(jīng)處理就大量排放到江河湖海中，不僅造成資源的極大浪費，還會破壞生態(tài)平衡，直接威脅人類的身體健康；因此，開發(fā)高效、簡便、快捷的染料廢水處理技術(shù)迫在眉睫。?

?目前，處理染料廢水的方法主要有：吸附法、混凝法、氧化還原法、生化法以及膜處理法等，其中吸附法因其具有價格低廉，吸附劑來源廣泛，吸附效率較高等優(yōu)點而應用最多；氧化鋁(γ-Al₂O₃)是一類具有優(yōu)良孔結(jié)構(gòu)，較高比表面積，良好物理強度以及耐酸堿特性的金屬氧化物，已被廣泛的應用到廢水處理中；武漢理工大學的蔡衛(wèi)權(quán)等[CN?201210159717.1]報道了一種對溫室氣體CO₂和重金屬Cr?(IV)具有良好吸附特性的堿金屬功能化氧化鋁基吸附劑；印度科學技術(shù)促進會的Patra等[Journal?of?Hazardous?Materials，2012，201-202，170-177]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)5次循環(huán)使用后，介孔γ-Al₂O₃球狀納米顆粒仍可去除水中70%的重金屬砷；印度羅爾克拉國立技術(shù)研究所的Mahapatra等[Ceramics?International，2013，39，5443-5451]研究了γ-Fe₂O₃/Al₂O₃納米復合粉體對剛果紅的吸附效果，結(jié)果表明，γ-Fe₂O₃/Al₂O₃納米復合粉體對水溶液中剛果紅的去除率高達90%以上；然而，這類氧化鋁吸附劑通常密度較高，難以在溶液中以懸浮態(tài)存在，且回收極為不便，容易形成二次污染，在應用上受到很大限制。

?近年來，磁性微通道結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展為廢水處理技術(shù)的發(fā)展提供了新思路；借助于微通道結(jié)構(gòu)，材料密度可大幅度降低，有利于材料在溶液中保持穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，此外，染料廢液可通過微通道結(jié)構(gòu)在吸附劑內(nèi)部自由流動，促進染料與吸附劑的充分結(jié)合；借助于外磁場，富集了染料的磁性吸附劑可以快速從廢水中分離，大幅度提高吸附劑的吸附能力和吸附效率，為吸附劑的工業(yè)化生產(chǎn)和應用奠定基礎(chǔ)；尖晶石型鎳鋅鐵氧體由于具有優(yōu)良的磁學性能受到科技工作者的高度關(guān)注，其亦具有一定的吸附性能；將尖晶石型鐵氧體作為磁性微通道吸附劑的磁性

部分，并與氧化鋁相結(jié)合，可以開發(fā)出比表面積大、孔率高、磁性強，既有良好吸附能力，又可快速回收的微通道染料吸附劑，然而目前尚未見到使用介孔磁性微通道結(jié)構(gòu)氧化鋁吸附劑處理染料廢水的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對目前吸附劑存在的缺點，提供一種對有機染料吸附效率高、吸附速度快、可循環(huán)使用的介孔磁性微通道結(jié)構(gòu)氧化鋁染料廢水吸附劑及其制備方法。?

本發(fā)明的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種介孔磁性微通道結(jié)構(gòu)氧化鋁染料廢水吸附劑，該吸附劑由磁性鎳鋅鐵氧體相(Ni0.5Zn0.5Fe2O₄)和高比表面積氧化鋁相(γ-Al₂O₃)構(gòu)成，具有微通道結(jié)構(gòu)，微通道直徑為1～10μm，長度為1～10?mm，比表面積為118～150?m²/g，管壁孔徑為1～15?nm。

一種介孔磁性微通道結(jié)構(gòu)氧化鋁染料廢水吸附劑的制備方法，其具體步驟包括：

(1)?將有機酸與硝酸鋁、硝酸鐵、乙酸鋅、乙酸鎳混合于去離子水中，在室溫下攪拌20～30小時后得到溶液；

(2)?將溶液在60～80℃蒸發(fā)脫水，得到80～100?Pa·s的凝膠；

(3)?將凝膠置于紡絲機中，拉制為凝膠前驅(qū)體素絲，并在80～100℃下干燥20～30小時；

(4)?將凝膠前驅(qū)體素絲置于高溫爐中，在450～600℃焙燒1～4小時，即得到介孔磁性微通道結(jié)構(gòu)氧化鋁染料吸附劑。