δ型二氧化錳的製備方法及其氧化去除水中三價砷的應用的製作方法
2023-05-24 09:57:06 1
專利名稱：δ型二氧化錳的製備方法及其氧化去除水中三價砷的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及水處理技術與應用，特別是涉及一種δ型二氧化錳的製備方法及其氧化去除水中三價砷的應用。
背景技術：
砷汙染是一個全球性的問題，尤其是在以地下水為主要飲用水的發展中國家表現的更為明顯。嚴重的砷汙染不僅出現在各種採礦和化學工業生產過程中，在孟加拉國及印度西孟加拉，中國的內蒙古、臺灣、維也納、智利等國家都出現了地區災難性的水砷汙染。水體中無機砷的存在形態主要有As (V)和As (III)。As (III)的毒性比As (V)大得多，且As(III)在環境中的活動性也高於As (V)。常規除砷方法不能有效的將溶液中的三價砷直接去除，因此首先需要將三價砷氧化為五價砷再進行後續處理。目前溶液中砷的氧化多通過使用氧化劑來實現。但是常用氧化劑如游離氯、雙氧水等在實際應用中均受到不同程度的限制，並且反應產物溶解於水可能會對人體造成一定程度的危害。S型二氧化錳對As(III)有很高的氧化活性，更為重要的是δ型二氧化錳在將水體中三價砷氧化為五價砷的同時，對三價砷以及氧化產生的五價砷還具有很強的吸附能力，因此，採用δ型二氧化錳處理含三價砷水樣，既起到氧化劑的作用，又起到了吸附劑的作用，較之前先使用氧化劑氧化再進行常規混凝和常規吸附處理的工藝更為簡單有效，又節省了成本，因此將其應用在含三價砷水體的處理當中具有重要的現實意義。
發明內容
本發明的目的在於提供一種δ型二氧化錳的製備方法及其氧化去除水中三價砷的應用，S型二氧化錳合成原料易得，合成工藝路線簡單，工藝過程控制容易；常溫常壓下進行生產製備，符合生產實際需要；氧化並去除水中的三價砷效率高、工藝簡單、操作靈活方便及運行成本低。本發明提供的δ型二氧化錳的製備方法
I、首先用蒸餾水分別配製高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，高錳酸鉀溶液濃度為O. 05mol/L，硫酸錳溶濃度為O. 07mol/L。2、高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液攪拌混合，兩者的體積比為5:6，攪拌6h形成棕黑色沉澱，即反應生成δ型二氧化錳。3、然後靜置30min，並用蒸餾水進行洗滌至不含硫酸根離子為止。4、所得產物經80°C乾燥16h，研磨即得到δ型二氧化錳。本發明提供的δ型二氧化錳氧化去除水中三價砷的應用
將待處理的含三價砷水樣調節pH值2-4，然後按O. 2-0. 4克/升的投加量投加δ型二氧化錳，反應溫度為20-30°C ;以200r/min的轉速振蕩使反應達到平衡後靜置沉降，離心，過濾，上清液為被處理含砷水。
上述待處理的含三價砷水樣的三價砷濃度為O. 5-5毫克/升。上述振蕩時間為60_90min。本發明的積極效果是本發明所採用高錳酸鉀與硫酸錳均為易得原料；合成路線簡單，工藝過程控制容易；常溫常壓下進行生產製備，符合生產實際需要；其比表面積大、電負性高、易於沉澱分離，氧化並去除水中的三價砷效率高、工藝簡單、操作靈活方便及運行成本低，大幅度提升處理效果。
具體實施例方式1、δ型二氧化錳的製備方法用蒸餾水分別配製高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，高錳酸鉀溶液濃度為0. 05mol/L，硫酸錳溶濃度為0. 07mol/L。高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液攪拌混合，高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液的體積比為5:6，振蕩混合6h形成棕黑色沉澱，即反應生成S型二氧化錳
3Mn2++2Mn04>2H20=5Mn02+4H+
靜置30min，沉澱用蒸餾水洗滌至不含硫酸根離子為止，80°C乾燥16h，研磨，備用。2、δ型二氧化錳氧化去除水中三價砷的應用
實例1
取25ml含三價砷(As (III) ) lmg/L、pH4的待處理水樣，按O. 2g/L的投加量投加δ型二氧化錳，在25°C條件下以200r/min的轉速振蕩90min，離心取上清液測定As (III)含量為6. 27Pg/L，吸附去除率達99. 4%。實例2
取25ml含三價砷(As (III) )lmg/L、pH4的待處理水樣，按O. 4 g/L的投加量投加δ型二氧化錳，在25°C條件下以200r/min的轉速振蕩90min，離心取上清液測定As (III)含量為2. 04μ§/1,吸附去除率達99. 8%。實例3
取25ml含三價砷(As (III) )lmg/L、pH4的待處理水樣，按O. 2 g/L的投加量投加δ型二氧化錳，在25°C條件下以200r/min的轉速振蕩60min，離心取上清液測定As (III)含量為12. 9μβ/1,吸附去除率達98. 7%。實例4
取25ml含三價砷(As (III) )lmg/L、pH3的待處理水樣，按O. 2 g/L的投加量投加δ型二氧化錳，在25°C條件下以200r/min的轉速振蕩60min，離心取上清液測定As (III)含量為8. 6Pg/L，吸附去除率達99. 1%。實例5
取25ml含三價砷(As (III) )lmg/L、pH4的待處理水樣，按O. 2 g/L的投加量投加δ型二氧化錳，在20°C條件下以200r/min的轉速振蕩90min，離心取上清液測定As (III)含量為84. 2μ§/1,吸附去除率達91. 6%。實例16
取25ml含三價砷(As (III) )5mg/L、pH4的待處理水樣，按O. 2 g/L的投加量投加δ型二氧化錳，在20°C條件下以200r/min的轉速振蕩90min，離心取上清液測定As (III)含量為O. 5mg/L,吸附去除率達90. 0%。
權利要求
1.一種δ型二氧化錳的製備方法，其特徵是 首先用蒸餾水分別配製高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，高錳酸鉀溶液濃度為O. 05mol/L,硫酸錳溶液濃度為O. 07mol/L ； 將高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液攪拌混合，兩者的體積比為5:6，攪拌6h形成棕黑色沉澱，即反應生成δ型二氧化錳； 然後靜置30min，並用蒸餾水進行洗滌至不含硫酸根離子為止； 所得產物經80°C乾燥16h，研磨即得到δ型二氧化錳。
2.一種如權利要求I所述的δ型二氧化錳氧化去除水中三價砷的應用，其特徵是 將待處理的含三價砷水樣調節pH值2-4，然後按O. 2-0. 4克/升的投加量投加δ型二氧化錳，反應溫度為20-30°C ;以200r/min的轉速振蕩使反應達到平衡後靜置沉降，離心，過濾，上清液為被處理含砷水。
3.根據權利要求2所述的δ型二氧化錳氧化去除水中三價砷的應用，其特徵是待處理的含三價砷水樣的三價砷濃度為O. 5-5毫克/升。
4.根據權利要求2所述的δ型二氧化錳氧化去除水中三價砷的應用，其特徵是振蕩時間為60-90min。
全文摘要
本發明公開一種δ型二氧化錳的製備方法及其氧化去除水中三價砷的應用，解決現有針對受三價砷汙染的水體的水處理技術工藝複雜、運行成本高，並且三價砷的處理效率低的問題。本發明首先利用高錳酸鉀和硫酸錳溶液製備δ型二氧化錳，然後利用其對含三價砷水體進行常規水處理即可。本發明利用高錳酸鉀與硫酸錳製備的δ型二氧化錳，其比表面積大、電負性高、易於沉澱分離，能夠有效氧化並去除水中的三價砷。具有氧化和去除效率高、工藝簡單、操作靈活方便及運行成本低的優點。
文檔編號C02F1/62GK102616859SQ20121007513
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者蘭希平, 崔慧瑛, 李傑穎, 杜立宇, 梁成華, 王楠 申請人:瀋陽農業大學