[發明專利]一種重金屬球形炭吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410071913.2
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103801265A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 劉守新;李偉;吳瓊;劉麗華;張雙雙
• 申請（專利權）人: 東北林業大學;劉守新
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
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所屬技術領域：

本發明涉及納米材料制備領域，特別是涉及一種重金屬球形炭吸附劑的制備方法。?

背景技術：

重金屬離子引起的水污染是全球面臨的一個嚴峻的環境問題，鉻，鎳，鎘以及鉛是引起水污染的主要重金屬離子，其中，鎘和鉛的含量通常最高，對人類健康危害最大。根據世界衛生組織標準，飲用水中鎘和鉛的最高含量不能高于0.003和0.01mg/g。目前用于去除重金屬離子的方法主要包括膜分離，酸堿中和，沉降等方法，但成本較高，周期性長且反應難以控制限制了其廣泛的商業應用。碳質材料吸附作用能克服上述缺點，是凈化水使水能夠重復利用的理想方法。?

碳質材料吸附主要包括兩部分，通過孔結構發生的范德華力引起的物理吸附，以及表面官能團反應引起的化學吸附。對于水溶液中的金屬離子吸附，吸附劑表面酸性含氧官能團起著重要作用，能夠促進溶劑和吸附劑間的陽離子交換以及配位絡合作用。因此，探索一種簡單易行、環保的方法制備表面富含官能團的新型碳質材料具有重要意義。生物質經水熱炭化處理是一種有效的制備球形碳的方法，產物有一定的孔結構同時表面富含大量含氧官能團。?

美國專利（US7670492B2）介紹了一種制備有機-陶瓷復合材料用作吸附劑去除水中金屬離子的方法，反應將功能化的硅烷前驅體及它的共聚物通過與交聯硅烷及其共聚物混合或者交聯硅烷混合兩種手段，得到有機-陶瓷復合材料，探討了對液體中金屬離子的去除能力，結果表明，吸附劑主要通過將金屬離子還原成金屬的方法去除離子，對銅、鎘、汞有很好的選擇性吸附性能，反應涉?及有機試劑，同時生成的金屬仍然很難分離，對水體有很大的污染。?

美國專利（US4203868A）介紹了一種吸附金屬離子碳的制備方法，以橡膠、煤或該類含碳物質為原料，與含硫原料混合加熱到120℃，得到含碳的粒子，用堿金屬氫氧化物高溫處理，得到碳質吸附劑，對銀、汞、鎘、銅離子均顯示出很好的吸附性能，該法涉及兩步高溫處理，增加了反應時間和反應難度。?

美國專利（US20040180788A1）介紹了一種可以除去汞的碳質吸附劑的制備方法，用表面帶負凈電荷的蛋白質處理活性炭得到表面帶負電荷的碳材料，通過化學鍍法在表面鍍上一層金，金與汞能夠形成化學的汞合金，達到去除汞的目的，該法選擇性吸附汞，使用面較窄同時涉及貴金屬金，增加了反應的成本。?

韓國專利（KR100872960）介紹了一種多孔重金屬吸附劑的制備方法，將有機溶劑與鐵或者錳化合物混合得到其泥漿狀的混合物，加熱處理，使鐵和錳能夠有效吸附在有機聚合物上，經過干燥、冷卻得到維持聚合物和金屬性質的復合物，篩選金屬粒子分布均勻的產物，除去雜質得到目標產物，可以用于污水的凈化處理。反應涉及有機試劑成本高，同時金屬離子聚集不易呈均勻分布，影響吸附劑的性能。?

公開號為CN102218303的中國專利介紹了一種改性蔗糖渣重金屬吸附劑的制備方法，該方法以甘蔗渣為原料，高錳酸鉀溶液為反應溶劑，40～70℃反應一定時間，加入丙烯腈和N,N,-亞甲基雙丙烯酰胺，反應一段時間后加入對苯二酚溶液，后經洗滌，抽干，過濾，干燥得到重金屬吸附劑粗產品。該吸附劑含有大量螯合性質的基團，對重金屬吸附能力較強，但反應涉及強酸高錳酸鉀及接枝共聚改性，造成設備的腐蝕和環境污染，不利于大規模商業化生產。?

公開號為CN102233259的中國專利介紹了一種去除水中重金屬的吸附劑及?其制備方法，將高分子材料加到有機溶劑中，均勻攪拌，制得高分子溶液，將造孔劑溶于水中，得到造孔劑溶液，二者混合后加入金屬氧化物，制得金屬氧化物混懸液，滴入冷凝劑中得到目標產物。該吸附劑表面羥基吸附位點密度高，吸附容量較高，但反應需要丙酮乙醚等有機試劑，環境負荷大，不利于大規模商業化應用。?

公開號為CN102794158的中國專利介紹了一種金屬鎘、鉛吸附劑的制備方法，該法選擇一種高擔子蘑菇，干燥粉碎至粒徑小于250μm的蘑菇粉末，使用NaOH堿溶液浸泡一段時間，得到的處理后的蘑菇水洗至中性，得到重金屬鎘、鉛吸附劑。該法制備前需對原料進行干燥預處理，同時反應共分三步進行，增加了反應周期，也增加了反應成本。?