Cu-Fe層狀復合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可用于吸附飲用水中氟離子的Cu-Fe層狀復合材料，所述復合材料通過下述方法制備：以可溶性的銅、鐵鹽為前體，在堿性沉淀劑的作用下形成二元層狀的氫氧化物體系。該層狀氫氧化物二元體系可吸附飲用水中的氟離子。
【專利說明】Cu-Fe層狀復合材料
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于先進材料領域，具體涉及一種吸附飲用水中氟離子的Cu-Fe化合物的合成。
【背景技術(shù)】
[0002]飲用水的安全涉及人體健康，是經(jīng)濟社會發(fā)展中需要特別關(guān)注的【技術(shù)領域】。氟離子是飲用水中最常見的有害物質(zhì)，根據(jù)世界衛(wèi)生組織的固定，飲用水中氟離子的含量不得超過1.5毫克/L。在我國北方地區(qū)，由于水體中含有的氟離子所引起的慢性疾病對人體的身體健康產(chǎn)生嚴重的影響，因此凈化飲用水中的氟離子具有重要的意義。目前，氟離子的凈化技術(shù)措施主要有:化學沉淀法、離子交換法、膜分離和吸附法。通過吸附材料凈化飲用水中的氟離子一種簡便易行的技術(shù)措施。
[0003]本發(fā)明提出一種層狀Cu-Fe 二元氫氧化物的合成方法，并將此類二元化合物體系用于水中氟離子的凈化，可在pH 3-7范圍內(nèi)，多種陰離子存在條件下，將水中的氟離子的濃度降低到符合世界衛(wèi)生組織規(guī)定的標準。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種層狀Cu-Fe 二元氫氧化物的合成方法，并將此類二元化合物體系用于水中氟離子的凈化，可在pH 3-7范圍內(nèi)，多種陰離子存在條件下，將水中的氟離子的濃度降低到符合世界衛(wèi)生組織規(guī)定的標準。
[0005]本發(fā)明首先公開一種Cu-Fe層狀復合材料，所述復合材料通過下述方法制備:以可溶性的銅、鐵鹽為前體，在堿性沉淀劑的作用下形成二元層狀的氫氧化物體系。
[0006]本發(fā)明的上述方法中所述的制備方法是采用共沉淀方法合成。
[0007]本發(fā)明的上述方法中所述的Cu-Fe 二元氫氧化物中Cu/Fe原子比例在1/1-1/10之間。
[0008]本發(fā)明的上述方法中所述的Cu-Fe 二元氫氧化物的比表面積在50_80m2/g。
[0009]本發(fā)明的上述方法中所述的共沉淀方法中采用尿素、氫氧化鈉、碳酸氫鈉或者它們之間的混合物作為沉淀劑。
[0010]本發(fā)明的上述方法中所述的共沉淀方法反應體系溫度在25-80° C。
[0011]本發(fā)明另一方面提供上述復合材料的用途，即一種去除飲用水中氟離子的方法，是通過吸附材料進行吸附處理，其特征在于，使用Cu-Fe層狀復合材料為吸附材料。
[0012]本發(fā)明提供的上述去除飲用水中氟離子的方法中，吸附水中氟離子的方法條件為:氟離子濃度為有20-30mg/L的水中，按每升水f 150g的比例投入Cu-Fe層狀復合材料，在室溫條件下，靜態(tài)吸附10-150分鐘。即可將水中氟離子濃度降低到1.5mg/L的標準。
[0013]上述符合材料及相應的水處理方法可適用于含有碳酸根、碳酸氫根、硝酸根離子的一種或它們的混合物的水?！揪唧w實施方式】
[0014]下面的實施例將對本發(fā)明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0015]實施例1
[0016]將187g硝酸銅與240g硝酸鐵溶于IL去離子水中，逐步滴入lmol/L的氫氧化鈉沉淀劑，沉淀完全后，在60° C加熱老化處理2小時后，充分洗滌至鈉離子含量低于0.05%(質(zhì)量分數(shù))，在90° C真空干燥6小時后，制得層狀Cu-Fe 二元氫氧化物A。
[0017]實施例2
[0018]將150g硝酸銅與200g硝酸鐵溶于IL去離子水中，逐步滴入lmol/L的尿素沉淀劑，沉淀完全后，在56° C加熱老化處理2小時后，充分洗滌至鈉離子含量低于0.05% (質(zhì)量分數(shù))，在100°C真空干燥6小時后，制得層狀Cu-Fe 二元氫氧化物B。
[0019]實施例3
[0020]將160g硝酸銅與120g硝酸鐵溶于IL去離子水中，逐步滴入lmol/L的氫氧化鈉沉淀劑，沉淀完全后，在65° C加熱老化處理2小時后，充分洗滌至鈉離子含量低于0.05%(質(zhì)量分數(shù))，在90° C真空干燥6小時后，制得層狀Cu-Fe 二元氫氧化物C。
[0021]實施例4
[0022]將180g硝酸銅與240g硝酸鐵溶于IL去離子水中，逐步滴入lmol/L的氫氧化鉀沉淀劑，沉淀完全后，在60° C加熱老化處理2小時后，充分洗滌至鉀離子含量低于0.05%(質(zhì)量分數(shù))，在90° C 真空干燥6小時后，制得層狀Cu-Fe 二元氫氧化物D。
[0023]實施例5
[0024]將187g硝酸銅與340g硝酸鐵溶于IL去離子水中，逐步滴入lmol/L的尿素沉淀劑，沉淀完全后，在70° C加熱老化處理2小時后，充分洗滌至鈉離子含量低于0.05% (質(zhì)量分數(shù))，在90° C真空干燥6小時后，制得層狀Cu-Fe 二元氫氧化物E。
[0025]實施例6
[0026]將120g硝酸銅與260g硝酸鐵溶于IL去離子水中，逐步滴入lmol/L的氫氧化鈉沉淀劑，沉淀完全后，在76° C加熱老化處理2小時后，充分洗滌至鈉離子含量低于0.05%(質(zhì)量分數(shù))，在90° C真空干燥6小時后，制得層狀Cu-Fe 二元氫氧化物F。
[0027]實施例7
[0028]氟離子濃度為20mg/L的10L水中，按水:劑(體積/質(zhì)量)比100/1的比例投入Cu-Fe 二元氫氧化物，在室溫條件下，靜態(tài)吸附15分鐘。
[0029]實施例8
[0030]氟離子濃度為30mg/L的10L水中，按水:劑(體積/質(zhì)量)比100/15的比例投入Cu-Fe 二元氫氧化物，在室溫條件下，靜態(tài)吸附15分鐘。
[0031]實施例9
[0032]氟離子濃度為有25mg/L的10L水中，按水:劑(體積/質(zhì)量)比100/5的比例投入Cu-Fe 二元氫氧化物，在室溫條件下，靜態(tài)吸附30分鐘。
[0033]吸附結(jié)果見表1。
[0034]表1各種吸附劑的脫氟效果
[0035]
【權(quán)利要求】
1.Cu-Fe層狀復合材料，其特征在于，所述復合材料通過下述方法制備：以可溶性的銅、鐵鹽為前體，在堿性沉淀劑的作用下形成二元層狀的氫氧化物體系。
2.權(quán)利要求1所述的Cu-Fe層狀復合材料，其特征在于，采用共沉淀方法合成。
3.權(quán)利要求1所述的Cu-Fe層狀復合材料，其特征在于，所述的Cu-Fe二元氫氧化物中Cu/Fe原子比例在1/1-1/10之間。
4.權(quán)利要求1所述的Cu-Fe層狀復合材料，其特征在于，所述的Cu-Fe二元氫氧化物的比表面積在50_80m2/g。
5.權(quán)利要求2所述的Cu-Fe層狀復合材料，其特征在于，所述的共沉淀方法中采用尿素、氫氧化鈉、碳酸氫鈉或者它們之間的混合物作為沉淀劑。
6.權(quán)利要求5所述的Cu-Fe層狀復合材料，其特征在于，所述的共沉淀方法反應體系溫度在 25-80° C。
【文檔編號】C02F1/28GK103833084SQ201210472064
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】曲彬 申請人:大連鑫五洲石油儀器有限公司