[發明專利]黃原酸化黃土吸附劑的制備及在廢水處理中的應用

無效

• 申請號: 201310060143.7
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN103071461A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 王榮民;李慧茹;何玉鳳;宋鵬飛;黃一君;張立佳
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;C02F101/32
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術領域

本發明屬于高分子水處理技術領域，涉及一種黃原酸化黃土吸附劑的制備；本發明同時還涉及黃原酸化黃土吸附劑在處理含重金屬銅離子與孔雀石綠染料的廢水中的應用。

背景技術

隨著國民經濟的不斷發展，工農業廢水及城市生活污水排放量的逐漸增加，水污染越來越嚴重。日趨加劇的水污染，已對人類的生存安全構成重大威脅，成為人類健康、經濟和社會可持續發展的重大障礙。

工業廢水主要包括重金屬廢水和染料廢水，其中重金屬Pb、Cu、Cd等是有毒，不可生物降解并且具有富集性，通過食物鏈進入人體后造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等。銅是生命所需的微量元素，銅對紅血球的形成起著十分重要的作用，但過量的銅的攝入對人體和動物都有害。銅的過量會刺激消化系統，長期過量攝入會促使肝硬化。銅鹽可造成肝腎損害，損傷紅細胞而引起血管內溶血。銅鹽對靜脈的損害很大，可發生組織壞死，溶血性貧血。皮膚接觸銅化合物，可發生皮炎和濕疹，接觸高濃度銅化合物可發生皮膚壞死。印染廢水由于種類多，產品更換頻繁，水質成分復雜，色度深、毒性大，有些甚至是致癌、致突變、致畸變的有機物。孔雀石綠（MG）是一種合成的三苯甲烷類工業染料，MG由于其抗菌效果好，價格便宜，容易獲得，曾被廣泛地用于水產養殖中。但是由于其具有潛在的致癌作用，已經被許多國家列為禁用藥。目前，孔雀石綠被非法用于水產品的養殖和運輸過程中的現象仍有存在，因此，加強對孔雀石綠廢水的處理方法的研究十分重要。

黃土是一種來源廣泛、無毒、無二次污染、廉價易得的綠色天然高分子材料。在我國，黃土主要分布在北緯30°?～?48°間自西而東的條形地帶上，面積約64萬平方公里，其分布面積世界第一，中國西北的黃土高原是世界上規模最大的黃土高原，而且黃土地形在我國發育得最為完善，規模也最為宏大。黃土主要表現為疏松、多孔性，具有一定的吸附性能。但是由于天然黃土的吸附效果較差，使其使用范圍受到限制。因此，對天然黃土進行改性處理，以提高其吸附性能，使其得到廣泛而合理的應用。Park等（Desalination,?2011,?269:?104）研究了黃土對總含磷量的去除，其吸附容量為0.648?mg/g。王艷等（巖土工程學報,?2011,?33?(1):?369）研究了黃土對Mn²⁺的吸附性能，結果表明黃土對Mn²⁺的吸附容量為7.829?mg/g。朱琨等（Journal?of?Hazardous?Materials?B,?2002,?94:?191）用陰-陽離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨對黃土進行改性，并將其用于甲苯的吸附，結果表明：改性后的黃土的有機物含量、陽離子交換能力、吸附容量都較天然黃土增加3?~?6倍。上述對黃土的改性主要是通過陰離子和陽離子表面活性劑，用于廢水處理時，對有機污染物具有良好的去除效果。但這些改性黃土吸附劑不能用于含重金屬銅離子及孔雀石綠的廢水的處理，或者對廢水中重金屬銅離子及孔雀石綠的去除率不高。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的一些問題，提供一種黃原酸化黃土吸附劑，主要用于吸附廢水中的重金屬銅離子及工業染料廢水的孔雀石綠。

（一）黃原酸化黃土吸附劑的制備

本發明黃原酸化黃土吸附劑的制備方法，是將黃土分散于氫氧化鈉溶液中，形成懸濁液；向體系中滴加二硫化碳，攪拌反應生成黃原酸化黃土鈉鹽；再向體系中加入可溶性鎂鹽，攪拌反應形成黃原酸化黃土的鎂鹽，洗滌，真空干燥，研磨成粉末，得到黃原酸化黃土吸附劑。其具體工藝如下：

將黃土以固液質量比為1:1?~?1:10的比例分散于氫氧化鈉溶液中，在10?~?45℃下恒溫攪拌1?~?3?h，形成懸濁液；向體系中滴加黃土質量0.1?~?0.5倍量的二硫化碳，于10?~?45℃下反應0.5?~?6?h，生成黃原酸化黃土鈉鹽；再向體系中加入黃土質量2?~5倍的可溶性鎂鹽，在10?~?45℃下繼續反應0.5?~?3?h，形成黃原酸化黃土的鎂鹽；然后用可溶性鎂鹽的稀溶液洗滌，抽濾，直至濾液為無色；用丙酮洗滌，真空干燥，研磨成粉末，得到黃原酸化黃土吸附劑。

所述黃土為取自距地面50?~?100?cm以下，過100目篩，干燥后得到的天然黃土。

所述氫氧化鈉溶液的質量百分數為5%?~?30%。

所述可溶性鎂鹽為硫酸鎂。

所述可溶性鎂鹽的稀溶液為質量百分數5%?~?20%的硫酸鎂溶液。