[發明專利]一種改性聚乙烯醇-殼聚糖微球除汞吸附劑

有效

• 申請號: 201310465468.3
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103447010A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 毛秀惠
• 申請（專利權）人: 慈溪市科創電子科技有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/64
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技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種用于水體系中去除微量汞的改性聚乙烯醇-殼聚糖微球除汞吸附劑。

背景技術

汞是毒性很大的重金屬，如不妥善處理，會給水生動物以及人類的健康造成很大的危害，因此國家廢水排放標準（GB15581-95）對汞排放有嚴格的要求，同時汞污染也已日益受到國際社會的高度重視，國際汞公約也對汞的使用與排放有更嚴格的約束。

傳統的含汞廢水的處理方法主要有化學沉淀法、金屬還原法、吸附法、離子交換法、膜分離法、微生物法等。

化學沉淀法是應用較普遍的一種含汞廢水的處理方法，該法具有工藝簡單、操作方便、經濟實用等優點。常見的沉淀劑為石灰、硫化物、聚合硫酸鐵、碳酸鹽，以及它們的混合物。化學沉淀法易于快速去除大量的汞金屬離子，但由于受沉淀劑和環境條件的影響，出水濃度往往達不到排放要求，因此還需進一步處理，產生的沉淀物必須很好的處理處置，否則會造成二次污染。

離子交換法處理含汞廢水，凈化程度高，無二次污染，但該法受廢水中雜質的影響以及交換劑品種、產量和成本的限制。

電滲析是膜分離技術的一種，它是在直流電場作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇性，把電解質從溶液中分離出來，從而實現溶液的淡化、濃縮、精制或純化的目的。

吸附法是利用多孔性的固體物質，使水中的一種或多種物質被吸附在固體表面而除去的方法。可用于處理含汞廢水的吸附劑有：活性炭、風化煤、磺化煤、高爐礦渣、沸石、殼聚糖、硅藻土、改良纖維、活性氧化鋁、蛋殼等。吸附法具有去除率高、設備相對簡單等特點。吸附劑處理含汞廢水的控制條件比較多，如吸附劑的粒度、吸附劑的添加量、廢水的成分、廢水的含鉻濃度、pH值、吸附時間等。因此，仍然需要開發高效、成本低廉和使用方便的吸附劑材料體系及其制備技術。

目前，采用改性聚乙烯醇-殼聚糖微球作為除汞吸附劑在國內外還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種制備工藝簡單、無二次污染、除汞能力強的改性聚乙烯醇-殼聚糖微球除汞吸附劑。

本發明提供的改性聚乙烯醇-殼聚糖微球除汞吸附劑，由下述方法制備獲得：

（1）配制質量比為5～10％的殼聚糖乙酸溶液，以及質量比為5～10％的聚乙烯醇水溶液，然后將上述兩種溶液按殼聚糖∶聚乙烯醇＝1∶1-2的質量比混合在一起攪勻，然后在攪拌狀態下加入表面活性劑，再攪拌約1-2h，升溫至60-80℃，繼續反應4-8小時，降低攪拌速度，加入溶液重量5～10％的20％戊二醛水溶液，反應3～12小時，經過濾、洗滌，制備得聚乙烯醇-殼聚糖微球吸附劑基體；

（2）將可溶性溴鹽配制成0.5-1mol/L的水溶液作為改性劑，對步驟（1）得到的聚乙烯醇-殼聚糖微球吸附劑基體進行浸漬，其中改性劑與基體的質量比為10-20：100，浸漬時間為12-24h，然后在100-120℃下干燥，得到中間成品；

（3）將納米二氧化鈦溶于乙醇中形成懸浮溶液，將步驟（2）得到的中間成品浸漬于納米二氧化鈦懸浮溶液中，其中二氧化鈦與中間成品的質量比為5-20：100，攪拌12-18h，然后在100-120℃下烘干固化5-10h，得到改性聚乙烯醇-殼聚糖微球作為除汞吸附劑。

更進一步的，所述的表面活性劑為非離子型表面活性劑，優選為吐溫80。

更進一步的，所述的表面活性劑的加入量為混合溶液質量的10-15%。

更進一步的，所述的可溶性溴鹽為溴化鉀或溴化鈉。

更進一步的，所述的二氧化鈦的晶型為銳鈦礦型與金紅石型的混合物，其重量比為1：1。

本發明提出的改性聚乙烯醇-殼聚糖微球除汞吸附劑，它不僅能保證吸附劑具有足夠的力學強度和尺寸穩定性等物理與力學性能，而且它能顯著提高其對汞離子的吸附性能，尤其是在微/痕量汞離子環境下對汞離子的有效吸收性能，并且該吸附劑的制備方法簡便易行，合成效率高，應用范圍廣泛。

本發明的優點在于：（1）該吸附劑采用聚乙烯醇與殼聚糖混合作為基體，并且在基體表面沉積溴化物以及二氧化鈦進行改性，嘗試新的基體材料，并利用溴化物與二氧化鈦共同協同吸附微量汞，取得了很好的吸附效果，顯著提高其對汞離子的吸附性能，尤其是在微/痕量汞離子環境下對汞離子的有效吸收性能，汞的去除率在99%以上；（2）本發明的制備方法具有工藝簡便、生產效率高、成本低廉等優點，可應用于濃度范圍更廣泛的含汞廢水的處理領域。

本發明所制備的改性聚乙烯醇-殼聚糖微球除汞吸附劑吸附汞離子吸附容量和去除率，采用靜態吸附法檢測，步驟如下：