[發(fā)明專(zhuān)利]一種污水重金屬離子吸附劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610003965.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105642252A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 楊洋
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/26
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種污水重金屬離子吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展過(guò)程中，帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到重視，污水處理材料已經(jīng)成為污水處理技術(shù)中的重要組成部分，同樣受到各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注；而目前用于污水處理的種類(lèi)缺乏，大大限制了污水處理材料的選擇，因此，開(kāi)發(fā)一種適用于污水處理的具有對(duì)廢水中重金屬離子吸附效率好，吸附量大，力學(xué)性能優(yōu)異的吸附材料，對(duì)豐富污水處理材料，促進(jìn)污水處理的發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種污水重金屬離子吸附劑及其制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種污水重金屬離子吸附劑，由下列重量份的原料制成：松樹(shù)皮200-300、硫化鋅4-8、硫化鐵5-7、三甲氧基巰基丙烯基硅烷10-20、硅藻土50-60、石墨烯納米層／MnO2復(fù)合物5-10、殼聚糖-石墨烯復(fù)合材料6-12、乙二醇20-40、鹽酸10-20、十六烷基三甲基溴化銨10-14、去離子水400-500。

優(yōu)化的，一種污水重金屬離子吸附劑，由下列重量份的原料制成：松樹(shù)皮250、硫化鋅6、硫化鐵6、三甲氧基巰基丙烯基硅烷15、硅藻土55、石墨烯納米層／MnO2復(fù)合物8、殼聚糖-石墨烯復(fù)合材料9、乙二醇30、鹽酸15、十六烷基三甲基溴化銨12、去離子水450。

優(yōu)化的，還包括交聯(lián)累托石6-12重量份。

優(yōu)化的，還包括括膨潤(rùn)土6-12重量份。

上述的污水重金屬離子吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將松樹(shù)皮置入熔爐中炭化，碳化溫度800-1000℃，炭化時(shí)間20-30min；

步驟2：往熔爐中通入氮?dú)庵寥蹱t內(nèi)氧氣含量少于400ppm，降至室溫備用；

步驟3：將步驟2得到的炭化后的松樹(shù)皮進(jìn)行研磨粉碎，600目過(guò)篩；

步驟4：對(duì)步驟3得到的炭化粉末進(jìn)行蒸汽激活，炭化粉末中均勻通過(guò)含有5%一氧化碳的二氧化碳?xì)怏w20min；

步驟5：將硅藻土、石墨烯納米層／MnO2復(fù)合物和殼聚糖-石墨烯復(fù)合材料干燥后進(jìn)行研磨粉碎，600目過(guò)篩，過(guò)篩后與步驟4所得活化松樹(shù)皮炭化粉末混合，攪拌均勻備用；

步驟6：將硫化鐵和硫化鋅加入去離子水中，磁力攪拌30min；

步驟7：將步驟5得到的混合物加入步驟6得到的混合溶液中，超聲振蕩30min后過(guò)濾，過(guò)濾物在室溫下干燥備用；

步驟8：在乙二醇中加入三甲氧基巰基丙烯基硅烷，一邊攪拌一邊加入鹽酸，超聲處理20min；

步驟9：將步驟8得到的混合液加入十六烷基三甲基溴化銨，一邊攪拌一邊加入步驟7所得干燥物，磁力攪拌30min，在80℃下水浴加熱冷凝回流5-6h，反應(yīng)物降至室溫后洗滌分離出固體于20℃下真空干燥24h，既得污水重金屬離子吸附劑。

上述步驟5還可以為：將硅藻土、交聯(lián)累托石、石墨烯納米層／MnO2復(fù)合物和殼聚糖-石墨烯復(fù)合材料干燥后進(jìn)行研磨粉碎，600目過(guò)篩，過(guò)篩后與步驟4所得活化松樹(shù)皮炭化粉末混合，攪拌均勻備用。

上述步驟5還可以為：將硅藻土、膨潤(rùn)土、石墨烯納米層／MnO2復(fù)合物和殼聚糖-石墨烯復(fù)合材料干燥后進(jìn)行研磨粉碎，600目過(guò)篩，過(guò)篩后與步驟4所得活化松樹(shù)皮炭化粉末混合，攪拌均勻備用。

石墨烯納米層(GNS)／MnO2復(fù)合物(GNS／MnO2)在去除污水中的重金屬離子效果好，去除廢水中Ni2+、Pb2+和Cu2+三種重金屬離子的效果更佳，GNS作為載體，增大了吸附劑的比表面積，MnO2起主要的吸附作用，5次重復(fù)使用之后，GNS／MnO2的吸附能力還能恢復(fù)到91％，有很好的再生能力。

殼聚糖-石墨烯復(fù)合材料具有較大的比表面積和獨(dú)特的介孔結(jié)構(gòu)，殼聚糖-石墨烯復(fù)合材料的雙倍螺旋結(jié)構(gòu)、殼聚糖和石墨烯之間的靜電作用、氫鍵作用和范德華力都增強(qiáng)了對(duì)金屬離子的去除能力。

交聯(lián)累托石是利用累托石粘土的陽(yáng)離子交換性能，選擇交聯(lián)劑如聚合羥基金屬陽(yáng)離子或者氧化物等，使累托石粘土可膨脹間層被交聯(lián)劑柱撐開(kāi)而獲得更大的層間距，改善天然累托石的性能。交聯(lián)累托石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不發(fā)生膨脹，具有較大的比表面積、離子交換容量和微孔孔徑而且具有熱穩(wěn)定性好、表面酸性強(qiáng)等特點(diǎn)，吸附能力增大70％以上，具有較大的層厚度，是一種性能優(yōu)異的催化劑和吸附劑。