本發明涉及吸附材料，尤其涉及一種鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備及其使用方法。
背景技術：
1、解決磷污染引起的水體富營養化問題，水體除磷的方法主要有化學沉淀法、生物法和吸附法。化學沉淀法除磷操作簡便，見效快，但其化學試劑用量大，運行費用較高；生物法運行費用較低，但對運行條件及環境要求相對較高，穩定性較差；吸附法通過靜電作用、絡合反表面吸附等使得污水中的磷等物質吸附在材料表面具有工藝簡單、操作簡便、穩定性好、吸附量大等優點。目前使用的除磷吸附劑主要有鐵鹽系和鋁鹽系，其中鋁鹽所產生的al3+會對生態環境產生不利影響，鐵鹽中的fe3+會造成水體顏色變深、ph降低等負面影響。
2、鑭對磷酸鹽具有很強的吸附力，且效果比目前常使用的鐵鹽系和鋁鹽系除磷劑更優異。二氧化硅氣凝膠具有豐富的孔隙率和比表面積，為污水中磷元素的吸附和功能化改性提供保證。然而直接使用鑭功能化的氣凝膠會增加污水中的污泥量。
3、因此，根據上述中的相關技術，亟需研發一種鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備及其使用方法。
技術實現思路
1、有鑒于此，本發明的目的在于提出一種鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備及其使用方法，以提供一種具有可重復使用、對水無二次污染的除磷劑。
2、基于上述目的，本發明提供了一種鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備及其使用方法。
3、一種鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，包括以下步驟：
4、步驟s1.將水玻璃加入去離子水中攪拌30min稀釋，再于1200-2000rpm的轉速下滴加稀硫酸，3h滴完后再于室溫下老化12-24h，得到凝膠樣品1；
5、步驟s2.將凝膠樣品1搗碎，用水沖洗5次，過濾除去雜質，再用無水乙醇和正己烷浸泡，以置換凝膠中的溶劑，再用三甲基氯硅烷浸泡3h，得到樣品2；
6、步驟s3.將樣品2于60-90℃恒溫干燥得到二氧化硅氣凝膠，于球磨機中研磨2-3h，得到粉末樣品3；
7、步驟s4.將六水硝酸鑭和氯化鐵溶于無水乙醇中，混合均勻，得到鑭鐵復合溶液；
8、步驟s5.將粉末樣品3加入鑭鐵復合溶液中，于50℃條件下攪拌4h除去乙醇，再于600-700℃馬弗爐中煅燒4h，得到引入鐵元素和鑭元素的二氧化硅氣凝膠吸附劑，用乙醇洗滌二氧化硅氣凝膠，于80-85℃烘干，得到樣品4；
9、步驟s6.將醋酸纖維素溶于丙酮中，在常溫條件下攪拌30min，加入樣品4和水，攪拌均勻，將混合液倒入模具中，除去溶劑，得到鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑。
10、優選的，步驟s1中所述水玻璃、去離子和稀硫酸的用量比為30:120-150:20-30。
11、優選的，步驟s1中所述水玻璃的固含量為36％。
12、優選的，步驟s1中所述水玻璃稀釋后的固含量為6％-7.2％。
13、優選的，步驟s1中所述稀硫酸的濃度為15％-20％。
14、優選的，步驟s2中所述樣品1、無水乙醇、正己烷和三甲基氯硅烷的用量比為10g：150-200ml：100-120ml：100-120ml。
15、優選的，步驟s4中所述六水硝酸鑭、氯化鐵和無水乙醇的用量比為0.01-0.05g：0.01-0.025g：100ml。
16、優選的，步驟s6中所述醋酸纖維素、丙酮、樣品4和水的用量比為3-5:45-47:4-8:10-15。
17、一種鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的使用方法，包括以下步驟：將制得的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑加入到含磷廢水中，攪拌靜置沉降用于去除含磷廢水中的磷。
18、本發明的有益效果：
19、本發明提供了一種鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備及其使用方法，通過向水玻璃制備的二氧化硅氣凝膠引入鑭元素和鐵元素，實現了操作簡單、安全環保、成本低廉來源廣泛以及廢水中磷的高效去除，除磷后可對材料進行解吸附，實現除磷材料重復使用，此外醋酸纖維素具有熱塑性、可生物降解、可再生，通過熱壓等方式可制備任意形狀、大小的除磷材料，相較于其他二氧化硅氣凝膠材料相比，水玻璃的制備原料為石英砂、碳酸鈉，具有分布廣泛、成本低廉且具有長期化學穩定性和儲存穩定性，二氧化硅氣凝膠具有豐富的孔隙率和比表面積，為鑭鐵元素的引入及磷元素的吸附提供更大的接觸面積，具有工業化推廣優勢。
1.一種鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述水玻璃、去離子和稀硫酸的用量比為30:120-150:20-30。
3.根據權利要求1所述的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述水玻璃的固含量為36％。
4.根據權利要求1所述的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述水玻璃稀釋后的固含量為6％-7.2％。
5.根據權利要求1所述的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述稀硫酸的濃度為15％-20％。
6.根據權利要求1所述的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述樣品1、無水乙醇、正己烷和三甲基氯硅烷的用量比為10g：150-200ml：100-120ml：100-120ml。
7.根據權利要求1所述的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，其特征在于，步驟s4中所述六水硝酸鑭、氯化鐵和無水乙醇的用量比為0.01-0.05g：0.01-0.025g：100ml。
8.根據權利要求1所述的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的制備方法，其特征在于，步驟s6中所述醋酸纖維素、丙酮、樣品4和水的用量比為3-5:45-47:4-8:10-15。
9.根據權利要求1-8任一項所述的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：將制得的鑭鐵功能化二氧化硅氣凝膠除磷劑加入到含磷廢水中，攪拌靜置沉降用于去除含磷廢水中的磷。