[發(fā)明專利]一種吸附劑及其制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310059949.4
• 申請(qǐng)日: 2013-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN103100373A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊小麗;王盼好;楊林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專利有限責(zé)任公司 41107
• 代理人: 于兆惠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水污染處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)廢水中的機(jī)染料和重金屬離子污染物具有較強(qiáng)吸附性的吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，日益突出的水污染已經(jīng)成為威脅人們正常生活和阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重問題。廢水中的毒性物質(zhì)種類眾多，尤其是各種有機(jī)染料以及重金屬離子，嚴(yán)重危害著人們的生命健康，并且這類污染物很難通過自我降解消除。目前，用于廢水處理的方式主要有膜分離法、投加凝絮劑、電化學(xué)方法、空氣氧化法和生物處理法等物理和化學(xué)方法，其中通過加入吸附劑進(jìn)行吸附處理的吸附法具有操作費(fèi)用少、能量和原料消耗低等優(yōu)點(diǎn)，成為廢水處理的首選方法。

傳統(tǒng)的用于廢水處理的吸附劑主要有硅藻土、焦炭、活性炭、纖維素、活性氧化鋁、硅凝膠、樹脂及沸石等，但這些吸附劑普遍存在吸附容量低、無選擇性或再生困難等問題，因此，研究人員一直致力于尋找可高效進(jìn)行廢水處理的新型材料。

金屬-有機(jī)骨架材料是一類由金屬離子與多齒有機(jī)配體組裝形成的具有規(guī)則孔道結(jié)構(gòu)的配位聚合物。通過不同的金屬離子、不同的有機(jī)配體的選擇，可以“組裝”得到不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元，形成具有不同大小的微/納米尺度、不同孔道結(jié)構(gòu)、具有超大的比表面積和孔隙率及小的固體密度的雜化材料，可應(yīng)用于氣體儲(chǔ)存、吸附分離、光電催化、離子交換、生物標(biāo)記和分子識(shí)別等領(lǐng)域。將金屬-有機(jī)骨架材料應(yīng)用于水溶液中有機(jī)染料和重金屬離子的吸附，利用其所具有的不同結(jié)構(gòu)走向、不同尺寸大小的孔道結(jié)構(gòu)，可有效地吸附溶液中的染料分子和重金屬離子，并由于其所具有的其它吸附劑所不可比擬的孔道可調(diào)性，還可用于不同染料分子、不同重金屬離子的選擇性吸附及分離。結(jié)合納米材料的大的比表面積所賦予的優(yōu)良吸附性能，納米級(jí)的金屬-有機(jī)骨架材料具有更優(yōu)良高效的吸附性能。

因此，提供一種納米級(jí)的金屬-有機(jī)骨架材料作為有機(jī)染料和重金屬離子吸附劑的制備方法非常必要。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種對(duì)廢水中有機(jī)染料和重金屬離子具有較高吸附率的吸附劑。

本發(fā)明解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供了一種吸附劑的制備方法，該制備方法簡(jiǎn)便易操作，制備的吸附劑易循環(huán)回收，吸附有機(jī)染料及重金屬離子快速高效。

本發(fā)明還解決的技術(shù)問題是提供了該種吸附劑在含有機(jī)染料與重金屬離子廢水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種吸附劑，其特征在于：所述的吸附劑是通過將4,4′,4′′-s-三嗪-1,3,5-三-對(duì)氨基苯甲酸（以下表示為H₃TATAB）和Cu(NO₃)₂·3H₂O在溶劑中于室溫下混合均勻而制得的Cu-TATAB納米配合物。

本發(fā)明所述的吸附劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：首先將H₃TATAB和Cu(NO₃)₂·3H₂O在溶劑中于室溫下攪拌混合均勻，然后向上述溶液中加入雙氧水，攪拌混合均勻，靜置制得吸附劑Cu-TATAB納米配合物。

本發(fā)明所述的H₃TATAB和Cu(NO₃)₂·3H₂O的物質(zhì)的量之比為n（H₃TATAB）：n（Cu(NO₃)₂·3H₂O）=1:2-6。

本發(fā)明所述的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺。本發(fā)明所述的攪拌混合時(shí)間為5-10min。本發(fā)明所述的雙氧水中過氧化氫的質(zhì)量濃度為30%。

本發(fā)明所述的吸附劑在廢水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明所述的吸附劑在含有機(jī)染料和重金屬離子廢水處理中的應(yīng)用。本發(fā)明所述的有機(jī)染料為亞甲基藍(lán)、羅丹明B、玫瑰紅、龍膽紫、孔雀石綠、橙黃、酸藍(lán)、胭脂紅、堿性品紅、甲基橙、結(jié)晶紫和亞甲基綠中的至少一種。本發(fā)明所述的重金屬離子為Pb²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺和Hg²⁺中的至少一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明首先將金屬鹽與有機(jī)配體反應(yīng)，然后加入雙氧水，得到Cu-TATAB納米配合物，即為有機(jī)染料和重金屬離子吸附劑。制備方法簡(jiǎn)便易操作，不需要高溫高壓的合成條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的吸附劑Cu-TATAB納米配合物可以有效地去除水中的有機(jī)染料和重金屬離子污染物，并且吸附劑具有循環(huán)可再生使用性能。