[發(fā)明專利]一種吸附去除工業(yè)廢水中六價鉻離子的方法

在審

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• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107473467A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 曹永海;黃江南;沈葵;彭峰;余皓;王紅娟
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F101/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境治理領域，具體涉及含六價鉻離子的廢水的治理方法。

背景技術

隨著現代工業(yè)的快速發(fā)展，地球表面水的污染問題已經成為國際熱點話題。現代工業(yè)導致排放的污水中所含重金屬離子越來越多，比如鉻，鎘，汞，鉭，鉛和砷[Journal of Hazardous materials,2009,161(2–3):1103-1108]。其中，六價鉻離子是一種常見的劇毒污染物，由于其在水溶液中具有較大溶解性，因而具有很強的移動性，對環(huán)境和人類的生存影響巨大[Environmental Science & Technology,2010,44(16):6202-6208]。美國環(huán)境保護局規(guī)定，鉻離子在飲用水中的最大限額為100μg/L[Water Research,2007,41(10):2101-2108]。針對目前所存在的一些問題，目前科研界已開發(fā)了一些技術以去除重金屬離子，包括氰化法、化學沉淀、化學還原法、離子交換和反滲透法[Separation and Purification Technology,2002,26(2):137-146；Journal of Hazardous materials,2009,167(1): 260-267；Advances in Environmental Research,2003,7(2):471-478；Journal of Hazardous materials,2003,97(1):49-57；Journal of Hazardous materials,2009,170 (2):1119-1124]。但是，這些方法均存在較為明顯的缺陷，氰化法在使用過程中可產生劇毒中間體及其他有機氯化合物，這將引起二次污染，導致更多的環(huán)境問題。化學沉淀法雖然較為簡單，但會有大量的沉淀污泥產生，對低濃度的重金屬處理和后續(xù)的污泥處理均需增加投入，成本較大[Journal of Hazardous materials,2009,168(1):319-325]。離子交換法對于處理那些含有離子和非離子性雜質有限制，且操作成本也高。反滲透法雖可以有效地降低金屬離子濃度，但高操作成本和有限的pH范圍的限制了其應用。近期研究發(fā)現，采用吸附法具有明顯優(yōu)勢，其成本較低并且高效[ACS Applied Materials&Interfaces,2013,5(3): 598-604]。相比于沉淀和電化學，當重金屬濃度較低時，吸附法可以比較有效地除去重金屬。

磁性碳納米復合材料由于其優(yōu)異的除重金屬離子能力和易于分離的特性，已經越來越受到學界的重視。磁性碳納米復合材料的制備一般是在碳材料制備過程過引入磁性金屬鹽(如Fe等)，從而賦予其優(yōu)異的磁性，有助于在吸附完成之后快速分離[Journal of Materials Chemistry A,2015,3(18):9817-9825]。自去年開始，往磁性碳材料中進行表面改性和摻雜并應用于環(huán)境處理逐漸成為一個熱點[Carbon 2016；109:640-649.；Carbon 2017；115:503-514]。由于雜原子往往具有較為特殊的電子特性，可以有效調節(jié)吸附劑的表面電子特性，從而增強其對重金屬離子的吸附作用。氮摻雜的磁性介孔碳材料成為研究的熱點，其作為吸附劑具有優(yōu)異的除鉻離子和染料的性能，其吸附量可達95mg/g[RSC Advances, 2014,4(108):63110-63117]，并且氮原子可以增強碳表面的電負性同時提升碳表面對金屬離子的吸附作用。同時，雜原子摻雜的磁性碳材料具有較強的金屬去除能力，其單位面積除鉻速率遠高于其他非摻雜的磁性材料。此外，采用摻氮磁性碳納米管為吸附劑治理工業(yè)廢水目前還未有相關報道，這也是本研究的較大亮點。

基于此，采用摻氮磁性碳納米管用于去除工業(yè)廢水中的六價鉻離子，提出吸附去除工業(yè)廢水中六價鉻離子的方法，該研究方法在相關領域仍未見報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現有技術的不足，提供了一種吸附去除工業(yè)廢水中六價鉻離子的方法。該方法以磁性摻氮碳納米管為固體吸附劑，通過超聲處理吸附工業(yè)廢水中的六價鉻離子，流程簡單，操作安全，對廢水中的六價鉻離子的分離效率高，且處理后的固體吸附劑易分離回收利用。

本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現。

一種吸附去除工業(yè)廢水中六價鉻離子的方法，包括如下步驟：

(1)將含六價鉻離子的工業(yè)廢水加入容器中，調節(jié)pH值后，再加入固體吸附劑，形成混合懸浮液；

(2)對混合懸浮液進行加熱后，進行超聲處理；超聲處理結束后，分離回收固體吸附劑，排出處理后的廢水。