[發明專利]一種處理水中六價鉻污染的方法

在審

• 申請號: 201410154925.1
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103896360A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 陶亮;喻寧亞
• 申請（專利權）人: 湖南師范大學;廣東省生態環境與土壤研究所
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/26;B01J20/30;C02F101/22
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技術領域

本發明涉及一種脫除水溶液中六價鉻離子的方法，屬于污染修復領域。

背景技術

鉻是動物和人體必須的微量元素之一。鉻主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)兩種形態存在環境中，Cr(Ⅲ)相比Cr(Ⅵ)相對穩定，毒性也相對較小。大量的鉻進入環境對人體，植物和動物都會產生很大的危害。在美國，Cr被認為是與Hg、Cd、Pb并列的四種主要污染物質之一。隨著現代工業的飛速發展，產生鉻污染的主要生產和工藝已經涉及冶金、化工、農業、醫學等多個領域，上述工業生產中，均可產生含鉻“三廢”。這些污染物的排放已經造成環境的嚴重污染，并長期殘留于環境中，通過地球化學過程污染地下水，通過生物地球化學過程污染整個生態系統，特別是農業生態系統，通過食物鏈危害動物與人類的健康。因此研究六價鉻的吸附和解吸特性，對重金屬污染的防治與修復具有重要意義。

螯合樹脂作為一種新型的功能高分子材料，具有吸附容量大、吸附選擇性好、種類多等優點，是一類極具應用前景的吸附分離材料。學者們可以通過改變其物理性質和化學性質的方法制備出新的螯合樹脂，使其在吸附分離方向展現出了廣闊的研究前景。其中含N、S元素的螯合樹脂對水溶液中貴重金屬離子具有較高的吸附容量和較好的吸附選擇性。介孔氧化硅材料具有均一有序的孔道、可調節的孔徑、較大的比表面積以及良好的熱穩定性等優點，在催化領域的應用取得了顯著的成果，而其在吸附分離中的應用也展現出良好的發展前景。

本發明利用螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料對六價鉻良好的吸附性和其本身的沉淀效果，從含六價鉻水溶液中脫除六價鉻離子。螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料經水熱合成技術而制備，得到干燥的、耐運輸、易保藏的固體。投入到含一定濃度六價鉻離子的溶液，控制工藝條件脫除重金屬六價鉻，為含六價鉻污水處理提供一種方法。

目前未見采用螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料脫除水溶液中六價鉻離子的專利方法。

發明內容

本發明的目的在于有效脫除水溶液中六價鉻離子。

基于上述問題，本發明提供了一種處理水中六價鉻污染的方法，其特征在于螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料的制備以及脫除水溶液中六價鉻的方法，其步驟是：

（1）????含六價鉻的溶液經過濾后引入反應器，調節溶液pH在1~9；

（2）????調節溶液溫度處于2~60℃；

（3）????調節含六價鉻的溶液中六價鉻離子濃度為<1000?mg/L，

（4）????將合成的螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y，其中x為有機物與無機物的摩爾比，y為有機物中三聚氰胺與硫脲的摩爾比，有機物與無機物的摩爾比為1:1～20:1，三聚氰胺與硫脲的摩爾比為10:1～1:10，以一定比例投入到過濾后的含六價鉻溶液中，保持固液比在0.1~5?g/L；

（5）????引入攪拌震蕩器，控制速率在0~250?rpm；

（6）????控制吸附時間在5~90?min；

（7）????反應后的液體經過固液分離器分離后導入其他反應器中；

（8）????取經固液分離器分離后的液體，二苯碳酰二肼分光光度法分析水溶液中殘余的六價鉻濃度；

（9）????計算六價鉻脫除率=????????????????????????????????????????????????。

其中，所述螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y的制備方法包括如下步驟：

（1）????合成液A的制備：取適量?37?wt.%的甲醛水溶液和適量的去離子水，用氫氧化鈉(0.1mol/L)溶液調整上述溶液pH值至6.5-9.5，之后加入一定量的三聚氰胺和硫脲，于30~80?^oC下攪拌5~24小時形成溶液A。

（2）????合成液B的制備：取適量?P123加入燒杯中，再加入適量(4?mol/L)HCl溶液和去離子水，在25~60?^oC下攪拌使P123完全溶解，然后加入適量正硅酸乙酯，攪拌3~12?h，形成溶液B。

（3）????將溶液A與溶液B以摩爾比1:1～20:1混和，在30~80?^oC下繼續攪拌12~24?h后，再于30~80?^oC下陳化48小時。將得到的白色沉淀過濾，洗滌，然后干燥，用乙醇索氏抽提24~72小時，即得螯合樹脂修飾的介孔氧化硅材料。