[發(fā)明專利]一種重金屬?gòu)U水處理用ZrO2及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611245548.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN106582492B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁琳;羅旭彪;楊家寬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/06
• 分類號(hào): B01J20/06;B01J20/30;C01G25/02;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王加貴

本發(fā)明提供了一種重金屬?gòu)U水處理用ZrO₂的制備方法，加熱煅燒UiO?66類金屬有機(jī)骨架材料，得到重金屬?gòu)U水處理用ZrO₂；其中所述煅燒溫度為600～1200℃，所述煅燒時(shí)間為2～5h。本發(fā)明以UiO?66類金屬有機(jī)骨架材料為前驅(qū)體經(jīng)過2～5h在600～1200℃溫度下的進(jìn)行煅燒，得到的ZrO₂具有較高的比表面積，在重金屬離子吸附過程中提供了更多的吸附位點(diǎn)，進(jìn)而提高了對(duì)重金屬離子的吸附量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種重金屬?gòu)U水處理用ZrO₂及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)工業(yè)化建設(shè)的快速發(fā)展，金屬冶煉、礦物加工等工業(yè)生產(chǎn)和固體廢物焚燒等人類生活活動(dòng)導(dǎo)致的各種有毒有害的重金屬物質(zhì)排放量不斷升高，使得各地不斷發(fā)生各種重金屬中毒事件，對(duì)人們的健康和環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅。大量的工業(yè)和生活廢水未經(jīng)處理流入河流中，導(dǎo)致我國(guó)黃淮遼河等很多水域河流都出現(xiàn)了鉛、汞、砷、鎘、銻等重金屬離子嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象，甚至影響到地表水及地下水的質(zhì)量，導(dǎo)致近年來“砷毒”、“血鉛”、“鎘米”、“銻污染”等事件頻發(fā)。

砷是一種經(jīng)國(guó)際腫瘤機(jī)構(gòu)(IARC)和美國(guó)疾病控制中心(CDC)認(rèn)證的致癌物質(zhì)，它會(huì)在生物體內(nèi)積累，對(duì)人體多種系統(tǒng)功能造成傷害，誘發(fā)高血壓、神經(jīng)病變、心腦血管、皮膚色素代謝異常等，影響勞動(dòng)和生活能力，最終發(fā)展成皮膚癌、肝癌等多種內(nèi)臟癌變。金屬銻早在1979和1976年就被美國(guó)環(huán)保局和歐盟分別列為優(yōu)先考慮的污染物，它對(duì)生物和人體有慢性毒性和致癌性，短時(shí)間處于銻含量過高的環(huán)境中會(huì)刺激人的眼、皮膚和呼吸系統(tǒng)，長(zhǎng)期接觸會(huì)導(dǎo)致人體的心臟和肝臟功能損壞，甚至死亡。因此，在砷、銻含量超過排放限值的廢水排放之前，去除廢水中的砷、銻等劇毒污染物是非常有必要的。

目前吸附法是一種比較成熟并且操作簡(jiǎn)單易行的污水處理方法。其中氧化鋯(ZrO₂)是一種無(wú)機(jī)材料，由于其化學(xué)穩(wěn)定性高、無(wú)毒且不溶于水，被廣泛地用作水處理吸附劑。雖然相關(guān)研究人員針對(duì)ZrO₂對(duì)廢水中重金屬的吸附進(jìn)行了深入研究，但是仍存在著吸附劑對(duì)廢水中砷、銻等劇毒重金屬離子的吸附容量低、效果差等問題。因此，如何制備具有高吸附性能的ZrO₂納米材料，成為科研人員關(guān)注和解決的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種重金屬?gòu)U水處理用ZrO₂及其制備方法，本發(fā)明制備得到的ZrO₂對(duì)重金屬離子具有較高的吸附量。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種重金屬?gòu)U水處理用ZrO₂的制備方法，包括以下步驟：

加熱煅燒UiO-66類金屬有機(jī)骨架材料，得到重金屬?gòu)U水處理用ZrO₂；

所述煅燒溫度為600～1200℃，所述煅燒時(shí)間為2～5h。

優(yōu)選的，所述加熱煅燒在保護(hù)氣氛下進(jìn)行，所述保護(hù)氣氛為氮?dú)鈿夥栈蚨栊詺夥铡?/p>

優(yōu)選的，所述加熱的升溫速率為2～5℃/min；所述加熱的初始溫度為 20～25℃。

優(yōu)選的，所述UiO-66類金屬有機(jī)骨架材料的粒徑為50～100nm。

優(yōu)選的，所述UiO-66類金屬有機(jī)骨架材料的有機(jī)配體為對(duì)苯二甲酸、氨基對(duì)苯二甲酸和巰基對(duì)苯二甲酸一種或多種。

優(yōu)選的，所述UiO-66類金屬有機(jī)骨架材料的制備方法包括以下步驟：加熱處理含有ZrCl₄與有機(jī)配體混合液后干燥研磨；所述ZrCl₄與有機(jī)配體的摩爾比為(1～3)：1。