[發(fā)明專利]一種吸附重金屬的明膠-二氧化錳復(fù)合物制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710190002.5
• 申請(qǐng)日: 2017-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN106925236B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方敏;尚婷婷;宮智勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢輕工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/26
• 分類號(hào): B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所 42113
• 代理人: 楊宣仙

本發(fā)明提供一種吸附重金屬的明膠?二氧化錳復(fù)合物制備方法及其應(yīng)用。所述明膠?二氧化錳復(fù)合物是由質(zhì)量濃度≤10％的明膠水溶液和濃度為1?50mmol/L的硫酸錳水溶液按照體積比為6:1?10的比例混合后，再加入高錳酸鉀攪拌均勻，攪拌后混合溶液中高錳酸鉀濃度為5?30mmol/L，最后將混合溶液倒入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在150?200℃高溫條件下反應(yīng)8?24小時(shí)，得到褐色沉淀，并將收集的褐色沉淀用清水反復(fù)清洗至未反應(yīng)試劑完全去除后，烘干得到褐色粉末。將本發(fā)明明膠?二氧化錳復(fù)合物直接添加到含鉛和鎘的污水中振蕩吸附4?10小時(shí)后，離心去除明膠?二氧化錳復(fù)合物，對(duì)污水中鉛和鎘進(jìn)行凈化，其凈化效果好，可以用于環(huán)境中鉛和鎘離子的高效吸附/凈化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及重金屬吸附，具體涉及一種針對(duì)鉛、鎘重金屬離子的明膠-二氧化錳復(fù)合吸附材料的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

重金屬污染是環(huán)境污染的嚴(yán)重問題，重金屬污染綜合防治已成為我國(guó)環(huán)境治理的重大需求。在眾多重金屬中，鉛和鎘具有很強(qiáng)的生物毒性，并且可以通過食物鏈富集，對(duì)人類神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、血液系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)造成較大損害。

目前，廢水中重金屬的去除方法主要包括化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法、膜分離法、吸附法等。化學(xué)沉淀法和電解法出水水質(zhì)差，易造成二次污染；離子交換法和膜分離法成本較高。吸附法是去除重金屬效果最好的方法之一，與其他方法具有簡(jiǎn)便、靈活、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。但常規(guī)吸附材料價(jià)格昂貴，很大程度上限制了吸附法的廣泛應(yīng)用，因此，開發(fā)高效廉價(jià)的吸附材料成為首先需要解決的問題。錳氧化物價(jià)格低廉、資源豐富，與其他的吸附材料相比具有較大的成本優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供了一種吸附重金屬的明膠-二氧化錳復(fù)合物制備方法及其應(yīng)用，本發(fā)明利用明膠還原高價(jià)態(tài)的錳制備出可以吸附重金屬離子的明膠-二氧化錳復(fù)合材料，由于明膠的多種活性基團(tuán)和特殊結(jié)構(gòu)，此材料對(duì)鉛、鎘離子表現(xiàn)出快速的吸附動(dòng)力和極強(qiáng)的吸附容量。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案：1.一種吸附重金屬的明膠-二氧化錳復(fù)合物制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將明膠加入水中，靜置30分鐘以上，然后加熱至40-60℃，使其溶解，配制成質(zhì)量濃度≤10％的明膠水溶液；

(2)將硫酸錳溶解于水中，超聲分散均勻，配制濃度為1-50mmol/L的硫酸錳水溶液；

(3)按照明膠水溶液和硫酸錳水溶液的體積比為6:1-10的比例將步驟(2)中配制的硫酸錳水溶液添加到步驟(1)中配制的明膠水溶液中，并向混合溶液中加入高錳酸鉀攪拌均勻，攪拌后混合溶液中高錳酸鉀濃度為5-30mmol/L；

(4)將步驟(3)得到的混合溶液倒入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在150-200℃高溫條件下反應(yīng)8-24小時(shí)，得到褐色沉淀，并將收集的褐色沉淀用清水反復(fù)清洗至未反應(yīng)試劑完全去除后，烘干得到褐色粉末即所述明膠-二氧化錳復(fù)合物。

本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述步驟(1)中明膠水溶液中的明膠質(zhì)量比為4-6％。

本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述步驟(2)中超聲分散的超聲頻率為40KHz，分散時(shí)間為10-30分鐘。

本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述步驟(2)中配制的硫酸錳水溶液的濃度為20-30mmol/L的硫酸錳水溶液。

本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：步驟(3)中明膠水溶液和硫酸錳水溶液的體積比為6:3-5，高錳酸鉀濃度為10-25mmol/L。

本發(fā)明提供的一種上述方法制備的明膠-二氧化錳復(fù)合物的應(yīng)用，其特征在于：將制備的明膠-二氧化錳復(fù)合物直接添加到含鉛和鎘的污水中振蕩吸附4-10小時(shí)后，離心去除明膠-二氧化錳復(fù)合物，對(duì)污水中鉛和鎘進(jìn)行凈化；其明膠-二氧化錳復(fù)合物添加量為5-20g/20L污水。