1.本发明涉及吸附剂及其制备工艺，尤其涉及一种钙铁型重金属吸附剂及其制备与应用。

背景技术：

2.重金属的危害主要在于其难于降解，同时易于富集或转化成其它毒性更强的金属化合物，从而经大气、饮水、食物等途径最终被进入人体而造成危害。3.吸附法因具有适应范围广、操作简单、成本低等优点，成为重金属污染治理的常用方法之一。4.例如，电厂污染物控制领域，在燃料燃烧过程中添加固体吸附剂进行原位吸附被认为是一项有前景的技术，在重金属蒸汽未结核前，使其与固体吸附剂进行反应从而达到捕获效果。5.此外，研究表明也可将吸附剂用于气相吸附，通过吸附、凝结、扩散和化学反应来净化烟道中含有重金属蒸汽的烟气。而在水环境治理领域，吸附法作为传统的废水治理手段，具备良好吸附效果的固体吸附剂可以满足物理修复和化学治理的要求，吸附净化水中的重金属离子。6.公开号为cn102352274b的专利，公开了一种吸附剂组合物及使用其降低煤燃烧过程中的汞排放量的方法，该专利仅关注了原位吸附，没有气相及液相重金属吸附的内容。7.公开号为cn110605092b的专利，公开了一种铁基稀土储氧型复合固溶体吸附剂及其在烟气脱砷脱汞中的应用，该专利仅适用于低温烟气环境中。8.公开号为cn108579663a的专利，公开了一种多孔球形硅胶负载纳米 tio2的含铅废气吸附材料的制备方法，该专利所涉及的烟气重金属脱除对象仅限于铅。9.公开号为cn102716728b的专利，公开了一种改性蔗渣纤维素基重金属吸附剂的制备方法，受限于生物质原料特性，该专利吸附剂可用于水体吸附，而不适用于高温环境。因此，有必要开发一种适用环境广且吸附性能好的重金属吸附剂。10.钙铁型氧化物在光催化降解环境污染物，以及磁性等领域具有广泛的研究和应用价值，其制备方法多种多样，其中自蔓延燃烧法中先沉淀后煅烧的制备过程，能给吸附剂带来适应多种吸附环境的能力，而目前鲜见将钙铁型氧化物应用在重金属吸附的方法。

技术实现要素：

11.本发明的目的在于针对重金属污染治理的需求，提供一种钙铁型重金属吸附剂及其制备与应用。研究其在原位吸附、气相吸附及液相吸附中脱除重金属的应用。12.本发明通过下述技术方案实现：13.一种钙铁型重金属吸附剂的制备方法，包括如下步骤：14.步骤一：将硝酸钙与硝酸铁固体按比例混合，并溶于去离子水中搅拌均匀，得到混合溶液a；15.步骤二：向步骤一所述混合溶液a中加入助燃剂搅拌均匀，得到混合溶液b；16.步骤三：将步骤二所述混合溶液b加热搅拌，直至形成粘性物质；17.步骤四：将步骤三所述粘性物质，置于马弗炉或管式炉中燃烧，得到初级粉体；18.步骤五：将步骤四所述初级粉体，置于马弗炉或管式炉中煅烧，冷却后研磨过筛，即可获得钙铁型重金属吸附剂。19.上述步骤一中，所述混合溶液a中的钙离子和铁离子的摩尔比例为： n(ca2+):n(fe3+)＝1:2～2:1。20.上述步骤二中，所述助燃剂为硬脂酸、柠檬酸、尿素、甘氨酸、草酸二酞脐、乙二胺四乙酸和卡巴肼中的任意一种，或者两种以上混合。21.上述步骤二中，所述助燃剂的加入量设定为与步骤一中的硝酸盐完全反应所需量的1.5倍～3倍。22.上述步骤三中，所述加热搅拌温度为50℃～80℃。23.上述步骤四中，所述燃烧温度为150℃～350℃，燃烧时间为0.5h～1.5h，升温速率控制在15℃/min以内。24.上述步骤五中，所述锻烧温度为500℃～1000℃，锻烧时间为3h～9h，升温速率控制在30℃/min以内。25.上述步骤五中，研磨后吸附剂直径小于0.3mm。26.本发明钙铁型重金属吸附剂，被应用于原位吸附时，煅烧温度为850℃以上。27.本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：28.本发明采用“沉淀‑燃烧‑煅烧”程序制备的钙铁型重金属吸附剂，具有技术工艺简便易行、成本低廉、适用性广、吸附性好等优点，可应用于原位吸附、气相吸附及液相吸附等场景中多种类重金属的吸附净化。附图说明29.图1为本发明实施例1中吸附剂a的xrd图；30.图2为本发明实施例2中吸附剂b的xrd图；具体实施方式31.下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。32.实施例1：33.将ca(no3)2·4h2o和fe(no3)3·9h2o以n(ca2+):n(fe3+)＝1:2的摩尔比溶于去离子水中，得到钙离子浓度为0.99mol/l，铁离子浓度为1.98mol/l的混合溶液，然后以n(尿素):n(fe3+)＝1.4:1的摩尔比称取一定质量的尿素加入上述混合溶液中，在80℃水浴下加热搅拌，直至形成粘性物质。将所得粘性物质置于马弗炉中，在空气氛围下以10℃/min的升温速率加热至250℃并保持 30min，得到初级粉体。保持初级粉体所处位置及气体氛围不变，以15℃/min 速率升温至900℃下煅烧5h，冷却后研磨，过80目筛，得到主要成分为cafe2o4的钙铁型吸附剂，记为吸附剂a。34.实施例2：35.将ca(no3)2·4h2o和fe(no3)3·9h2o以n(ca2+):n(fe3+)＝1:1的摩尔比溶于去离子水中，得到钙离子浓度和铁离子浓度都为1.39mol/l的混合溶液，然后以n(尿素):n(fe3+)＝2:1的摩尔比称取一定质量的尿素加入上述混合溶液中，在 70℃水浴下加热搅拌，直至形成粘性物质。将所得粘性物质置于马弗炉中，在空气氛围下以5℃/min的升温速率加热至250℃并保持30min，得到初级粉体。保持初级粉体所处位置及气体氛围不变，以10℃/min速率升温至900℃下煅烧5h，冷却后研磨，过80目筛，得到主要成分为ca2fe2o5的钙铁型吸附剂，记为吸附剂b。36.测试例1：37.将100mg如上实施例制得的吸附剂a置于管式炉内进行重金属pb的模拟气相吸附实验，烟气流速为100ml/min，吸附温度为600℃，吸附时间为 20min。实验测得此时吸附剂a对重金属pd的吸附效率为96.37％。38.测试例2：39.将100mg如上实施例制得的吸附剂a置于管式炉内进行重金属cd的模拟气相吸附实验，烟气流速为100ml/min，吸附温度为600℃，吸附时间为 20min。实验测得此时吸附剂a对重金属cd的吸附效率为45.30％。40.测试例3：41.在燃煤掺混10％污泥燃烧的过程中加入如上实施例制得的吸附剂b进行原位吸附实验，空气流速为100ml/min，炉内温度为850℃，吸附时间为20min。实验测得加入吸附剂b后，重金属cu的固定率提升了1.05倍，重金属pd的固定率提升了21.89倍，重金属cd的固定率提升了36.95倍。42.测试例4：43.配置含有39.16mg/lcd2+，23.29mg/lcr2+，20.30mg/l cu2+，25.95mg/l ni2+， 58.11mg/l pb2+，9.63mg/l zn2+多种重金属的模拟污染水体进行液相吸附实验。将100mg如上实施例制得的吸附剂b置于50ml模拟污染水体中，常温下振荡吸附6h。实验测得此时吸附剂b对重金属cd的吸附效率为99.97％，对重金属cr的吸附效率为100％，对重金属cu的吸附效率为100％，对重金属ni 的吸附效率为100％，对重金属pb的吸附效率为92.89％，对重金属zn的吸附效率为99.79％。44.如上所述，便可较好地实现本发明。45.本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。