[發(fā)明專利]一種離子熱體系下制備廢水重金屬吸附材料的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710775580.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107497395A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙埃比林環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/18
• 分類號(hào): B01J20/18;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 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)保領(lǐng)域，具體為一種離子熱體系下制備廢水重金屬吸附材料的方法。

背景技術(shù)

隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)帶來(lái)效益的同時(shí)，也產(chǎn)生了很多污染。工業(yè)“三廢”劇增以及汽車尾氣排放量的增加，人類生存環(huán)境中的土壤、水體以及植物中重金屬污染日趨嚴(yán)重，成為經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展中凸現(xiàn)的生態(tài)問(wèn)題。重金屬一般不能被生物降解，一旦進(jìn)入水體或土壤中則很難清除，可通過(guò)食物鏈途徑進(jìn)入人體從而造成許多疾病(如癌癥等)的發(fā)生。

吸附法是一種有效的物理化學(xué)水處理方法，常被用于凈化重金屬污染廢水。沸石是由Si、Al、O3種元素組成的四面體，由于其中的硅氧四面體和鋁氧四面體能構(gòu)造出無(wú)限擴(kuò)展的三維空間架狀，因此沸石具有很強(qiáng)的吸附和離子交換能力。

自十八世紀(jì)末期發(fā)現(xiàn)“木炭—?dú)怏w”體系中的吸附現(xiàn)象來(lái)，吸附操作廣泛的用于氣體分離和凈化工業(yè)。二十世紀(jì)三十年代，國(guó)外開(kāi)始對(duì)沸石進(jìn)行系統(tǒng)的研究，并首次利用天然菱沸石作為吸附劑分離氣體、液體混合物。隨著人工合成沸石分子篩作為吸附劑開(kāi)發(fā)和利用，大規(guī)模的吸附單元操作廣泛地應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐當(dāng)中。特別是PSA、TSA和VSA等分離技術(shù)的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了吸附分離工業(yè)的發(fā)展。而吸附劑則是PSA、TSA和VSA分離技術(shù)的基礎(chǔ)，吸附劑的性能直接影響分離效果。雖然近年來(lái)已經(jīng)出現(xiàn)了有機(jī)樹(shù)脂、炭分子篩、柱狀粘土等吸附劑，但是沸石分子篩憑借其規(guī)整的晶體結(jié)構(gòu)和可調(diào)變的表面性質(zhì)，仍在吸附分離工業(yè)占統(tǒng)治地位，具有廣闊的應(yīng)用前景。

沸石分子篩是天然或人工合成的含堿金屬或堿土金屬的籠形孔洞骨架的硅鋁酸鹽晶體材料，一般將天然的分子篩稱為沸石(zeolite)，人工合成的稱為分子篩(molecular)，兩者的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)并無(wú)本質(zhì)差別，故通稱為沸石分子篩。沸石分子篩有著嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)和空隙，空隙大小因結(jié)構(gòu)差異略有變化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同分子大小物質(zhì)的分離。

但是現(xiàn)有的沸石分子篩合成成本較高，沸石分子篩的合成產(chǎn)率也較低，所以需要探索新型、綠色的分子篩合成路線，致力于降低分子篩材料的合成成本，尋找分子篩合成中新的突破，大大推動(dòng)分子篩在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種綠色的、成本低的沸石吸附材料的制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

一種離子熱體系下制備廢水重金屬吸附材料的方法，包括以下步驟：

(1)將2-甲基咪唑與溴乙烷混合,放入三口燒杯中并攪拌；

(2)將所述三口燒杯進(jìn)行加熱蒸發(fā)反應(yīng)一段時(shí)間,得到溴離子液體；

(3)將尿素和氯化膽堿混合均勻,加熱使該固體混合物熔化，得到低共熔溶劑；

(4)將所述溴離子液體、所述低共熔溶劑、硝酸鋁、硅酸鈉混合，并攪拌，使之混合均勻，得到均勻混合物；

(5)將所述均勻混合物置于反應(yīng)釜中，然后放入烘箱，反應(yīng)一段時(shí)間后取出，然后冷卻、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到初級(jí)固體；

(6)將所述初級(jí)固體加入含有氫氧化鈉的溶液中，并將該溶液在水浴加熱的條件下進(jìn)行攪拌；

(7)將攪拌后的溶液進(jìn)行過(guò)濾，得到終級(jí)固體；

(8)將終級(jí)固體進(jìn)行冷卻；

(9)將步驟(8)冷卻后的終級(jí)固體進(jìn)行干燥；

(10)將步驟(9)干燥后的終級(jí)固體進(jìn)行研磨，然后得到沸石吸附材料。

作為優(yōu)選，步驟(1)中所述2-甲基咪唑與溴乙烷混合比例為2:1。

作為優(yōu)選，步驟(2)中所述加熱溫度為80℃，反應(yīng)蒸發(fā)5～7小時(shí)。

作為優(yōu)選，步驟(3)中尿素和氯化膽堿混合比例為3:1，加熱溫度為80℃。

作為優(yōu)選，步驟(4)中溴離子液體、低共熔溶劑、硝酸鋁、硅酸鈉混合比例為(0.5～1):(1.5～3):(2～4):(3～5)。

作為優(yōu)選，步驟(4)中攪拌溫度為90℃。

作為優(yōu)選，步驟(5)中所述反應(yīng)釜具有聚四氟乙烯內(nèi)襯，烘箱的溫度為120℃～140℃，反應(yīng)72小時(shí)。

作為優(yōu)選，步驟(5)中冷卻為急速冷卻，且用蒸餾水洗滌，且洗滌4～6次，至pH＝7～7.5。

作為優(yōu)選，步驟(6)中氫氧化鈉的濃度為3mol/L，水浴加熱的溫度為90℃。

作為優(yōu)選，步驟(9)中所述干燥為真空干燥。