[發明專利]吸附重金屬離子的納米CuS嫁接改性竹粉的制備方法

無效

• 申請號: 201310136383.0
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103212376A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 艾天;于洪梅;潘大偉;朱秀慧
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及吸附重金屬離子材料及其制備方法，特別是一種吸附重金屬離子的納米CuS嫁接改性竹粉的制備方法。

背景技術

隨著工業化和城市化的快速發展，大量未經處理的含重金屬污染物進入水體，水環境污染問題越來越嚴重。重金屬污染物具有高毒性、持久性、難降解等特點，是對環境和人類生存危害最大的污染物之一。生物吸附法作為一種新興的重金屬去除技術，具有原材料豐富，運行成本低，重金屬易于分離回收等優點，已成為環境污染控制領域一大研究熱點。中國專利公開（公告）號：CN?102247814A，公開了“用于重金屬廢水處理的生物質吸附劑及重金屬廢水處理方法”，該方法簡單，對水中重金屬離子有良好的吸附性能。但此類生物吸附劑在工業應用上也存在一些不足：一是吸附速度慢，吸附主要依賴于吸附材料本身的多孔性質和其有限的活性官能團；二是吸附劑吸附飽和后不易解析，通過化學還原法回收重金屬會使成本增加；三是吸附材料無法再生和重復使用，通過焚化冶煉往往會造成二次污染。

納米材料是近幾年興起的一種高效的吸附劑，它具有尺寸效應，分散性好，巨大的比表面積和表面自由能，容易嫁接其它功能化官能團，可以強化多種界面反應以及其它材料所無法比擬的大量吸附位點等特征，學者們已經研究應用TiO₂、MnS、ZnS、ZnO等納米材料去除廢水中重金屬離子。

發明內容

本發明提供了一種吸附重金屬離子的納米CuS嫁接改性竹粉的制備方法，生產吸附容量大、吸附速度快且穩定性好的重金屬離子生物吸附劑。

本發明提供的用于吸附重金屬離子的納米CuS嫁接改性竹粉的制備方法，包括以下步驟：

a.合成納米CuS膠體：將硫代乙酰胺水醇溶液緩慢滴加到等體積硫酸銅水醇溶液中，攪拌，兩者摩爾比為3:1或1:3，滴加結束后繼續攪拌，反應完全后轉移至微波消解反應釜中，微波消解，反應結束后得到納米CuS膠體，取出避光備用；

b.竹粉預處理：首先竹粉經自來水和去離子水洗凈后干燥，過80目篩。然后將竹粉浸泡在0.1～0.5mol/L氫氧化鈉溶液中，磁力攪拌12～24小時后抽濾，濾渣用去離子水洗至pH為中性后干燥，得預處理竹粉；

c.制備納米CuS嫁接改性竹粉：將預處理竹粉置于重量百分比濃度為2.5～10%巰基乙酸水溶液中，加入2～5mL乙酸和0.2～0.5mL濃硫酸，室溫攪拌10～20h后，加入納米CuS膠體25～50mL，混合后緩慢攪拌15～30min，過濾，濾渣用去離子水洗至pH為中性后干燥，得納米CuS嫁接改性竹粉；

d.檢測吸附性能：在室溫條件下，取0.05g納米CuS嫁接改性竹粉分別加入到25mL濃度為50mg/L?Cu²⁺、50mg/L?Cd²⁺、50mg/L?Mn²⁺、50mg/L?Zn²⁺、50mg/L?Ni²⁺和100mg/L?Pb²⁺溶液中。超聲震蕩15min后過濾，用原子吸收分光光度法測定吸附前后的重金屬溶液濃度，根據下式計算吸附率η（%）：

η=C0-CeC0×100%---(1)]]>

式中：C₀為金屬離子的初始濃度，mg/L；C_e為吸附平衡時金屬離子的濃度，mg/L。

步驟a所述的硫代乙酰胺水醇溶液和硫酸銅水醇溶液，是將硫代乙酰胺和硫酸銅分別加入到去離子水和乙醇比為1:1的水醇溶液中配制而成。

本發明與現有同類技術相比其顯著的有益效果體現在：

1.制備方法簡單，操作方便，成本低廉。本發明采用一步法把納米CuS直接嫁接到竹粉表面上，且竹粉為竹子深加工的副產品，原料來源廣泛，廉價易得，與傳統樹脂型吸附材料相比成本大幅度降低。