[發明專利]一種去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210341842.4
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN102872829A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 陳興權;雷春生;米浩
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
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技術領域

本發明涉及一種去除天然水體中鉛離子的復合吸附材料及其制備方法，具體涉及利用棉花纖維負載著二氯氧鋯制得的復合吸附材料處理天然水體中的鉛離子的方法，屬于環境保護中的污水凈化處理領域。

背景技術

鉛是銀白色金屬，極易被氧化。鉛是柔軟、延展性強的弱金屬，有毒，也是重金屬。鉛的本色為青白色，在空氣中表面很快被一層暗灰色的氧化物覆蓋。可用于建筑材料、鉛酸蓄電池、槍彈和炮彈、焊錫、獎杯和某些合金。金屬鉛的重要用途是制造蓄電池，在蓄電池里，一塊塊灰黑色的負極都是用金屬鉛做的。鉛對環境的污染，一是由冶煉、制造和使用鉛制品的工礦企業，尤其是來自有色金屬冶煉過程中所排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣造成的。二是由汽車排出的含鉛廢氣造成的，汽油中用四乙基鉛作為抗爆劑(每公斤汽油用1～3克)，在汽油燃燒過程中，鉛便隨汽車排出的廢氣進入大氣。目前世界上已有兩億多輛汽車，每年排出的總鉛量達40萬噸，成為大氣的主要鉛污染源。

中國(GB5749-85)。生活飲用水水質標準：鉛含量低于0.05mg/L。

目前應對鉛離子的主要方法有：吸附法，沉淀法，離子交換法。吸附法主要有利用高強聚乙烯醇螯合纖維、稻米殼吸附材料去除水中的鉛離子。沉淀法主要有利用溶膠-凝膠法制備的羥基磷灰石，通過沉淀作用去除水中的鉛離子，去除過程是一個復雜的非均相固-液反應。離子交換法主要是利用一些材料中的鈣離子與鉛離子發生離子交換，達到去除鉛離子的效果。

近年來，人們進一步研究改進傳統方法處理水中的鉛離子的同時，逐漸轉向生物法，生物法具有高效、節能、環境友好等優點，成為從水中脫除鉛離子等陽離子離子和回收陽離子，并將逐漸替代常處理方法。生物吸附技術以其具有吸附容量大、選擇性強、效率高、消耗少，能有效處理含低濃度溴酸根廢水等諸多優點吸引了眾多研究人員的目光。

本發明為獲得一種價格低廉、吸附能力強的非活體生物吸附劑，提供了一種利用二氯氧鋯負責在棉花纖維上制得的新型復合吸附材料，實現了保擴了環境，拓寬了污水生物處理過程吸附劑的選擇范圍，實現了廢棄物的資源化，具有良好的社會效益和經濟效益。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供了一種利用棉花纖維負載著二氯氧鋯制得的新型復合吸附材料處理含鉛離子的天然水的方法。本發明具有吸附效率高，操作簡單方便，成本低，效果好，效率高，處理后可回收金屬離子。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

(1)取10～15g二氯氧鋯，研磨成粉末，備用；

(2)取棉花，洗凈，在溫度為40℃～50℃烘干，稱取烘干后的棉花10～15g置于100mL。燒杯中，加入30％～40％的NaOH溶液50ml，攪拌堿化80～90min，過濾，濾除液體，得堿纖維；

(3)將堿纖維轉入250mL錐形瓶中，加入100mL蒸餾水，調節pH為中性，加入稱取的二氯氧鋯粉末3～5g，超聲波震蕩20min～30min，再加入5～10g三氯氟甲烷，攪拌60min～70min；

(4)過濾，在溫度為60℃～70℃烘干，研磨成粉末，即可得到新型的復合吸附材料。

本發明新型復合吸附材料，具有巨大的比表面積，豐富的孔隙，可以大量吸收鉛離子；且二氯氧鋯對鉛離子有吸附性，處理過程不會產生新的污染離子，不會造成二次污染。

本發明的吸附原理為：

二氯氧鋯與水結合會生成八水合二氯氧鋯，對鉛離子有吸附性，棉花纖維內含豐富的空隙，極大程度的提高了吸附材料的吸附性，本發明就是利用ZrOCl₂對鉛離子的吸附性從而達到去除水中鉛離子的效果。

其具體方法為：以8～10g/L的投放量將吸附材料加入含有0～100mg/L鉛離子的天然水中，調節pH在6.0～7.0，攪拌吸附30min～40min，吸附后水中的鉛離子含量低于0.05mg/L。

使用本發明的有益效果：

(1)本發明所選原料均屬常見材料，制作簡單，價格低廉，可以大量制造；

(2)本發明處理后水中的鉛離子含量低于0.05mg/L，達到中國引用水水質標準；

(3)本發明吸附材料在使用過后可以通過簡單的化學處理，可以回金屬離子。

具體實施方式

本發明采用的技術方案如下：

(1)取10～15g二氯氧鋯，研磨成粉末，備用；