[發(fā)明專利]一種吸附劑及其制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310059949.4
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN103100373A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊小麗;王盼好;楊林
• 申請（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: 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，具體涉及一種對廢水中的機染料和重金屬離子污染物具有較強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經(jīng)濟發(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行吸附處理的吸附法具有操作費用少、能量和原料消耗低等優(yōu)點，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行廢水處理的新型材料。

金屬-有機骨架材料是一類由金屬離子與多齒有機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、不同的有機配體的選擇，可以“組裝”得到不同的二級結(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)用于氣體儲存、吸附分離、光電催化、離子交換、生物標(biāo)記和分子識別等領(lǐng)域。將金屬-有機骨架材料應(yīng)用于水溶液中有機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，納米級的金屬-有機骨架材料具有更優(yōu)良高效的吸附性能。

因此，提供一種納米級的金屬-有機骨架材料作為有機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廢水中有機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，該制備方法簡便易操作，制備的吸附劑易循環(huán)回收，吸附有機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)明所述的有機染料為亞甲基藍、羅丹明B、玫瑰紅、龍膽紫、孔雀石綠、橙黃、酸藍、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，即為有機染料和重金屬離子吸附劑。制備方法簡便易操作，不需要高溫高壓的合成條件。實驗結(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。