[發(fā)明專利]利用聚苯胺改性凹凸棒土去除水中六價鉻的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110205090.4
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102350322A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王家宏;韓曉晶;馬宏瑞;畢麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 劉國智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水污染處理領(lǐng)域，涉及水中六價鉻的去除，具體涉及利用聚苯胺改性凹凸棒土去除水中六價鉻的方法。

背景技術(shù)

鉻是一種銀白色的堅硬金屬。主要以金屬鉻、三價鉻和六價鉻三種形式出現(xiàn)。所有鉻的化合物都有毒性，其中六價鉻毒性最大。金屬加工、電鍍、制革行業(yè)，這些行業(yè)排放的廢水和廢氣是環(huán)境中的主要污染源，也是六價鉻的主要來源。六價鉻是很容易被人體吸收的，它可通過消化、呼吸道、皮膚及粘膜侵入人體，它在人體內(nèi)具有致癌作用，還會引起其他健康問題，如吸入高濃度的六價鉻化合物回引起流鼻涕、打噴嚏、瘙癢等。攝入超大劑量的鉻會導(dǎo)致腎臟和肝臟的損傷、惡心、痙攣甚至死亡等。因此，六價鉻的處理技術(shù)成為國內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域的一個研究熱點。

目前，工業(yè)上對含Cr(Ⅵ)的廢水采用離子交換法、電化學(xué)法、反滲透法和吸附法等方法進行處理，其中以吸附法最為常用。上述處理方法分別存在一定的局限，如去除效果不理想、能耗高、吸附容量低、容易造成二次污染等，因此，開發(fā)成本低廉、處理效果好的吸附劑成為處理含鉻廢水的一個新的方向。最近，國內(nèi)外許多學(xué)者開始嘗試用無機粘土礦物對含鉻廢水進行處理，并取得了一定的處理效果。

吸附法具有高效低能、操作方便、無二次污染等特點，是利用多孔性的固體物質(zhì)，使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法，是目前應(yīng)用最為廣泛的方法之一。國內(nèi)常用的吸附劑為活性炭，用活性炭處理含鉻廢水，它的再生利用較為復(fù)雜，且費用昂貴，處理成本較高。而我國的凹凸棒土儲量豐富，廉價易得，和活性炭相比，它的價格僅為活性炭的1/5-1/10。凹凸棒土是一種具有鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物，呈細小的棒狀、纖維狀晶體形態(tài)，有較大的比表面積和較強的吸附性能，且表面帶有大量的負電荷，又屬于天然礦物納米材料。

已有的研究表明，聚苯胺對六價鉻的具有相對較高的吸附容量和較好的選擇性，可以作為較優(yōu)的除鉻吸附劑，但是，聚苯胺的價格較為昂貴，同時其吸附能力有待提高。因此，為了盡可能的降低材料的成本，并能提高材料的吸附性能，利用聚苯胺對其凹凸棒土進行改性，即充分利用了凹凸棒土較大的比表面和其表面的負電荷，又充分利用了聚苯胺對六價鉻的高效吸附能力，在除六價鉻方面具有潛在的應(yīng)用前景。與此同時，利用聚苯胺改性凹凸棒土去除水中六價鉻的方法尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用聚苯胺改性凹凸棒土去除水中六價鉻的方法，能克服現(xiàn)有吸附方法存在的吸附劑吸附容量小、吸附速率低和吸附效率差的缺點，根據(jù)材料自身的特性，利用聚苯胺改性的凹凸棒土去除水中的六價鉻，達到改善吸附性能、提高吸附效率的技術(shù)效果，以有效控制六價鉻對水體所造成的污染與危害。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

利用聚苯胺改性凹凸棒土去除水中六價鉻的方法，

首先，根據(jù)以下步驟制備聚苯胺改性凹凸棒土：

第一步，在冰水浴的條件下，將2.0～3.0g苯胺和0.2～0.5g的對苯二胺溶于50～100mL濃度為1mol/L的鹽酸溶液中，再加入3.0～7.0g的凹凸棒土，攪拌均勻；

第二步，將1.5～2.0g的過硫酸銨溶于10～20mL濃度為1mol/L的鹽酸溶液中；

第三步，將前兩步得到的溶液混合進行聚合反應(yīng)1h后，室溫靜置14h，之后過濾，洗滌，干燥，得到聚苯胺改性的凹凸棒土復(fù)合微粒；

然后，將制得的聚苯胺改性凹凸棒土作為吸附劑與待去除六價鉻的水按質(zhì)量比為1∶800～5000混合反應(yīng)。

更佳的效果，在所述凹凸棒土在加入之前，先將凹凸棒土與水以質(zhì)量比1∶10的比例混合，超聲分散10min。

當(dāng)待去除六價鉻的水中的六價鉻的初始濃度為2.5～35mg/L時效果較為明顯，更佳的去除方案，先調(diào)整待去除六價鉻的水的環(huán)境PH值在1.5～9.0之間尤其是1.5～6.5之間，吸附時間為1min～24h，反應(yīng)溫度為298K。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

(1)本發(fā)明以凹凸棒土作為基體，用聚苯胺進行改性，將該性后的凹凸棒土作為吸附劑，采用吸附法去除水體中的六價鉻，它的吸附性能明顯高于其它的吸附材料，凹凸棒土原土對六價鉻的吸附量為0.134mg/g，負載殼聚糖之后對六價鉻的吸附量為1.236mg/g，而碳化改性的凹凸棒土只能處理濃度低于10mg/L的六價鉻，而以本發(fā)明聚苯胺改性的凹凸棒土作為吸附劑，對六價鉻的最大吸附量為15.1mg/g，而且此方法操作簡單，成本低廉。