[發(fā)明專利]一種去除廢水中汞離子吸附材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611224590.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106582585A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 皮蒙;雷春生;孟浩影
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/30
• 分類號(hào): B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種去除廢水中汞離子吸附材料的制備方法，屬于吸附材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

重金屬中的汞，是一種劇毒、高揮發(fā)性的神經(jīng)毒物，能在生物體內(nèi)持續(xù)積累，可使腎臟、腦細(xì)胞受損害，中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生障礙，也可導(dǎo)致畸胎、死胎，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害性非常大。汞被聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署列為全球性污染物，是除了溫室氣體外唯一一種對(duì)全球范圍產(chǎn)生影響的化學(xué)物質(zhì)，具有跨國(guó)污染的屬性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上有80多種工業(yè)以汞為原料，每年全球散失于環(huán)境中的汞約為1.5×10⁴～3.0×10⁴t。含汞工業(yè)廢水成為一種對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重、危害最大的工業(yè)廢水之一。

處理含汞廢水的方法很多，傳統(tǒng)的處理方法主要有化學(xué)沉淀法、金屬還原法、吸附法、離子交換法、電解法、微生物法等。化學(xué)沉淀法易于快速去除水體中大量的金屬離子，但出水濃度往往達(dá)不到排放要求，所產(chǎn)生的沉淀物若處理不當(dāng)，會(huì)造成二次污染。電解法適合用于處理高濃度的無(wú)機(jī)汞廢水，但不能將水中的汞離子濃度降得很低，而且耗電量大，投資成本高，容易產(chǎn)生汞蒸氣，形成二次污染。離子交換法雖能從低濃度溶液中去除汞離子，但該法受廢水中雜質(zhì)的影響以及交換劑品種、產(chǎn)量和成本等的限制較大。金屬還原法適用于處理成分單一的含汞廢水，其反應(yīng)速率較高，可直接回收金屬汞。但此法脫汞不完全，需和其他方法結(jié)合使用。微生物法雖然運(yùn)行費(fèi)用低，需處理的化學(xué)或生物污泥量少，但由于從自然界得到的菌種耐汞能力相當(dāng)差，僅能用于處理低濃度的含汞廢水，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

吸附法作為一種公認(rèn)的、有效而又經(jīng)濟(jì)的污水凈化和分離分析方法，近年來(lái)受到人們的廣泛關(guān)注。運(yùn)用吸附法處理含汞廢水，可以達(dá)到富集、回收、去除重金屬汞的目的。活性炭是世界范圍內(nèi)用于廢水處理的最受歡迎、使用最為廣泛的吸附劑，在含汞廢水處理領(lǐng)域有一定的應(yīng)用。但是，由于活性炭的吸附選擇性差，只適合用于處理成分單一且濃度較低的含汞廢水；另外活性炭?jī)r(jià)格昂貴，不能用于處理大規(guī)模含汞廢水。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞汞的有效去除做了大量的研究工作，各種各樣的汞吸附劑被廣泛研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前廢水中汞離子吸附劑吸附效果差，易吸附其他重金屬而減少汞的吸附，且只適用于濃度較低的含汞廢水的缺陷，提供了一種柚子皮通過(guò)微生物改性，增加吸附容量，再通過(guò)多氨基和羥基的物質(zhì)進(jìn)行改性后，引入易于汞離子絡(luò)合的基團(tuán)來(lái)制備汞離子吸附材料的方法，本發(fā)明首先將柚子皮切塊，再經(jīng)延胡索酸浸泡后，使其腐爛發(fā)霉，并用生活污水對(duì)其進(jìn)行淋灑，通過(guò)微生物作用，使柚子皮的吸附容量增大，再與N-羥乙基乙二胺進(jìn)行熬煮，使柚子皮內(nèi)部附著有多羥基與氨基的極性物質(zhì)，最后再與含有易與汞離子絡(luò)合的基團(tuán)的巰基丙酰甘氨酸反應(yīng)，使柚子皮中的有機(jī)物形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且與汞離子易于形成穩(wěn)定的螯合物，最后再經(jīng)冷凍干燥即可得到去除廢水中汞離子吸附材料，本發(fā)明制備的汞離子吸附材料具有高比表面積和吸附容量，對(duì)汞離子去除率高，汞的去除率高達(dá)99.9％以上，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

(1)稱取300～400g柚子皮，用水清洗干凈后，切成1cm×1cm～3cm×3cm的小塊，將切塊后的柚子皮加入到盛有400～500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％延胡索酸溶液的燒杯中，浸泡處理12～14h后，過(guò)濾，收集濾渣，并將濾渣置于陰暗、潮濕處，放置10～15天使柚子皮塊腐爛發(fā)霉，發(fā)霉期間每天用20～30mL生活污水對(duì)柚子皮塊進(jìn)行淋灑；

(2)待發(fā)霉結(jié)束，收集長(zhǎng)滿霉菌的柚子皮塊，并置于太陽(yáng)下暴曬3～4天后，移入不銹鋼鍋中，再加入200～300mLN-羥乙基乙二胺，攪拌混合3～5min后，對(duì)不銹鋼鍋進(jìn)行加熱，待鍋中的物料沸騰后，文火熬煮30～40min，熬煮結(jié)束后過(guò)濾，收集濾餅，并將濾餅用水洗滌3～5次后，置于冷凍干燥機(jī)中凍干，得到表面富含多羥基和多氨基的柚子皮顆粒；

(3)將上述柚子皮顆粒加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，并將燒瓶置于水浴鍋中，控制溫度在60～70℃，再加入100～200mL無(wú)水乙醇和0.2～0.5g偶氮二異丁酸二甲酯，攪拌混合3～5min后，再滴加30～40mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％巰基丙酰甘氨酸，控制15～20min內(nèi)滴加完畢，待滴加完畢后，磁力攪拌反應(yīng)3～4h；