[發明專利]一種重金屬離子吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201210539298.4
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102962028A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 沈建興;張加艷;王泰林;魏長寶
• 申請（專利權）人: 山東輕工業學院
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

（一）????????技術領域

本發明屬于新型無機功能材料合成技術領域，特別涉及一種重金屬離子吸附劑的制備方法。

（二）????????背景技術

隨著工業生產和城市現代化的發展,?人類活動對環境產生的污染越來越嚴重。由于水是人類賴以生存和發展的物質基礎,?因此水體污染問題引起了人們的高度關注。重金屬離子污染是水體污染中最難治理的污染之一。水體中的某些重金屬元素，如鉻、鎘、鉛等，對人體有較大危害，因此,?有效去除污水中的重金屬離子已經成為當前最迫切的任務之一。而吸附回收污水中的重金屬離子不僅是污水處理問題的重要組成部分，同時在重金屬離子的循環利用方面也有著深遠的意義。

目前，對重金屬離子污染水體的治理方法主要包括：化學沉淀法、電化學法、交換樹脂法、吸附法、膜分離法、光催化法和超臨界流體萃取法等。工業上多采用化學沉淀法，但化學沉淀法易導致二次污染，對低濃度的重金屬離子處理不徹底，難以應用于治理流動水體；電化學法耗電量大,?不太適合大批量處理；離子交換樹脂法可以將重金屬離子轉移到樹脂上，但樹脂和重金屬離子難以分離，無法實現樹脂和重金屬離子的循環利用；膜分離法雖然處理效率高,?但是膜材料的處理成本很高；光催化法是一種環境友好型的處理方法,?但成本較高,?效率很低；超臨界流體萃取法雖然流程簡單,?萃取速度快,?能耗低,?但成本太高,?而且無法實現大規模的污水處理。近年來，吸附法作為一種簡單、節約、高效的重金屬離子污染水體治理方法越來越受到人們的關注。?

吸附法中最重要的是吸附劑的開發與選擇。目前應用于工業廢水處理的吸附劑主要有活性炭、生物吸附劑和其他一些尚處于實驗室模擬階段的吸附劑,?如粘土類吸附劑、高分子吸附劑、利用廢棄物制備的吸附劑和復合吸附劑等。其中活性炭作為一種有效的廢水處理吸附劑可用于大多數重金屬、有機分子的除去且吸附能力強，只是活性炭資源有限，大批量治理廢水造價高，壽命短，再生操作費用高，較難在經濟尚不發達的地區得到廣泛的應用。其他吸附劑也存在吸附效率低、易產生二次污染、無法實現循環利用等問題。因此，如何提高吸附劑的吸附效率，增加吸附劑的循環使用次數和減少吸附劑使用過程中造成的二次污染問題是當今吸附劑研究領域所面臨的重要挑戰之一。

（三）????????發明內容

本發明提供了一種重金屬離子吸附劑的制備方法，該重金屬離子吸附劑克服了吸附法治理污水過程中吸附效率不高、易導致二次污染、難以治理流動水體以及無法實現吸附材料和重金屬離子循環利用等問題。?

本發明是通過如下技術方案實現的：?

一種重金屬離子吸附劑的制備方法，其特殊之處在于：以P25納米TiO₂為基體材料，以KOH為反應溶劑，采用水熱法制備出網狀的K₃Ti₈O₁₇前驅體，將其置于馬弗爐中煅燒，得到重金屬離子吸附劑-?K₃Ti₈O₁₇吸附劑。

本發明的重金屬離子吸附劑的制備方法，KOH的濃度為5-15mol/l。

本發明的重金屬離子吸附劑的制備方法，水熱反應溫度為160-220℃，反應時間為24-72h。

本發明的重金屬離子吸附劑的制備方法，K₃Ti₈O₁₇前驅體在馬弗爐中煅燒溫度為550-650℃，時間為0.5-4h。

本發明的重金屬離子吸附劑的制備方法，重金屬離子吸附劑為網狀結構。

本發明采用水熱法制備重金屬離子吸附劑，使吸附劑顯微結構為網狀結構，既有利于提高重金屬離子的吸附容量（對重金屬離子的吸附速率及吸附容量較一般吸附劑更高,可高達97%以上）又便于與所吸附的重金屬離子分離，實現重金屬離子吸附劑與重金屬離子的循環利用，節能節材效果顯著；將前驅體進行煅燒，提高重金屬離子吸附劑的強度，減少其在水體中的分散及使用過程中可能造成的二次污染。

（四）????????附圖說明

附圖1為K₃Ti₈O₁₇吸附劑低分辨率下的SEM圖；

附圖2為K₃Ti₈O₁₇吸附劑的XRD圖；

附圖3為K₃Ti₈O₁₇吸附劑高分辨率下的SEM圖；