申请日2010.04.26
公开(公告)日2010.08.11
IPC分类号C01B33/20; C02F1/78; B01J23/745
摘要
聚铁硅盐及其制备方法和其在水处理中的应用，它属于水污染领域，本发明的目的是提供聚铁硅盐及其制备方法和其在水处理中的应用。聚铁硅盐通过可溶性铁盐水溶液和碱金属硅酸盐水溶液反应制备的，其制备方法：在不断搅拌的情况下向可溶性铁盐水溶液中滴加碱金属硅酸盐水溶液直至混合液pH值为8~9，经静沉、活化、过滤、洗涤，干燥，研磨和过筛后备用。聚铁硅盐在非均相催化臭氧氧化水处理中用作催化剂。本发明所述聚铁硅盐的比表面积大，沉降性能和催化效果好，无毒无副作用，易于回收利用。本发明制备方法简单，原料来源丰富，因此制备成本低。本发明的聚铁硅盐能促进臭氧分解产生羟基自由基，增加水体中自由基的生成速率和数量，提高了臭氧的氧化性和利用率。
权利要求书
1.聚铁硅盐，其特征在于聚铁硅盐是将碱金属硅酸盐水溶液滴加到可溶性铁盐水溶液中，再经静沉、活化、过滤、洗涤、干燥、研磨和过筛而制成的;其中，向可溶性铁盐水溶液中滴加碱金属硅酸盐水溶液至pH值为8~9。
2.根据权利要求1所述聚铁硅盐，其特征在于所述可溶性铁盐水溶液中可溶性铁盐为硝酸铁、硫酸铁或氯化铁。
3.根据权利要求1或2所述聚铁硅盐，其特征在于碱金属硅酸盐水溶液中碱金属硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或偏硅酸钠。
4.如权利要求1所述聚铁硅盐的制备方法，其特征在于聚铁硅盐的制备方法是按下述步骤进行的：一、以100r/min~300r/min的搅拌速度不断搅拌可溶性铁盐水溶液，同时逐滴滴加碱金属硅酸盐水溶液直至pH值为8~9，获得混合物;二、将步骤一所得的混合物静沉10~30min，然后在30℃~80℃条件下活化12~24h，过滤;三、将过滤后的沉淀物用去离子水反复洗涤至上清液的电导率和pH不发生变化后干燥，然后研磨过筛，即得到聚铁硅盐。
5.根据权利要求4所述聚铁硅盐的制备方法，其特征在于步骤一中所述可溶性铁盐水溶液中可溶性铁盐为硝酸铁、硫酸铁或氯化铁。
6.根据权利要求4或5所述聚铁硅盐的制备方法，其特征在于步骤一中碱金属硅酸盐水溶液中碱金属硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或偏硅酸钠。
7.根据权利要求6所述聚铁硅盐的制备方法，其特征在于步骤一所述的可溶性铁盐水溶液的浓度为0.2mol/L~2.0mol/L。
8.根据权利要求4、5或7所述聚铁硅盐的制备方法，其特征在于步骤一所述的碱金属硅酸盐水溶液的浓度为0.25mol/L~2.5mol/L。
9.根据权利要求1所述聚铁硅盐的制备方法，其特征在于步骤二活化温度为50℃~70℃。
10.如权利要求1所述聚铁硅盐在水处理中的应用，其特征在于聚铁硅盐在非均相催化臭氧氧化水处理中作为催化剂的应用。
说明书
聚铁硅盐及其制备方法和其在水处理中的应用
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种聚铁硅盐及其制备方法和其应用。
背景技术
催化臭氧氧化技术作为高级氧化技术的一种，近年来受到人们的广泛关注。催化臭氧氧化技术是一种新型的在常温常压下将那些难以用臭氧单独氧化的有机物氧化的方法。该技术主要分为两大类：利用溶液中金属离子为催化剂的均相催化臭氧氧化和以固态金属、金属氧化物、活性炭或负载在载体上的金属或金属氧化物为催化剂的非均相催化臭氧氧化。由于均相催化臭氧氧化存在催化剂流失的问题，并且引入了金属离子，存在后续金属离子的去除问题，所以在水处理中的应用受到了一定的限制。而非均相催化氧化技术由于其相对于其他方法更易应用于实际生产，因此引起了许多研究者的广泛兴趣，成为催化氧化领域的研究热点。金属氧化物(TiO2、MnO2、CeO2、ZnOOH、FeOOH等)催化臭氧氧化降解水中的污染物已有报道。
聚铁硅盐固态外观为红褐色，微溶于水和有机溶剂，已经有将其应用于吸附剂、填料和催化剂的报道，但该种聚铁硅盐催化剂的制备方法和其在非均相催化臭氧氧化水处理中的应用还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供聚铁硅盐的制备方法和其在水处理中的应用。
本发明中聚铁硅盐是将碱金属硅酸盐水溶液滴加到可溶性铁盐水溶液中，再经静沉、活化、过滤、洗涤、干燥、研磨和过筛而制成的;其中，向可溶性铁盐水溶液中滴加碱金属硅酸盐水溶液至pH值为8~9;其制备方法是按下述步骤进行的：一、以100r/min~300r/min的搅拌速度不断搅拌可溶性铁盐水溶液，同时逐滴滴加碱金属硅酸盐水溶液直至pH值为8~9，获得混合物;二、将步骤一所得的混合物静沉10~30min，然后在30℃~80℃条件下活化12~24h，过滤;三、将过滤后的沉淀物用去离子水反复洗涤至上清液的电导率和pH不发生变化后干燥，然后研磨过筛，即得到聚铁硅盐。
本发明中聚铁硅盐在非均相催化臭氧氧化水处理中作催化剂应用。
本发明所述聚铁硅盐为固态，非晶型，呈红褐色，粒径为0.1~0.5mm，其在水中静置2min后可完全沉降，比表面积为339.0958m??/g，比现有的纳米级铁系催化剂(FeOOH比表面积98.6m??/g)比表面积大，催化效果好，无毒无副作用，易于回收利用。本发明制备方法简单，原料来源丰富，因此制备成本低。本发明的聚铁硅盐能促进臭氧分解产生羟基自由基，增加水体中自由基的生成速率和数量，提高了臭氧的氧化性和利用率。催化臭氧氧化比单独臭氧氧化对水中有机污染物的去除率提高30~67个百分点。
