[發明專利]一種去除重金屬的含碳鎂鹽材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710981522.8
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107698009B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 方峰;駱凱翔;徐正超;馬聰;王世琦
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C02F1/62
• 分類號: C02F1/62
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種去除重金屬的含碳鎂鹽材料及其制備方法和應用，首先將MgO和甲醇在超聲下混合，之后逐滴加入磷酸，然后移至水熱釜保溫，將反應產物洗凈后離心并烘干至得到固體，固體經研磨得到粉末材料。本發明通過溶劑熱法制備了含碳鎂鹽材料，能快速除去水中Cd、Pb在內的重金屬，去除率達99%以上，而且能將重金屬含量控制在飲用水標準，具有非常好的凈水效果和應用潛力。

技術領域

本發明涉及凈水領域，具體涉及一種能有效快速去除水中重金屬的含碳鎂鹽材料及其制備方法和應用。

背景技術

工業生產所帶來的Cd、Pb等重金屬在水體中的污染已經嚴重危害到人體健康。目前工廠廢水主要通過化學沉淀法、氧化還原法、膜分離技術以及生物處理的方法處理后排放。在水處理的各種方法中，存在處理所需時間長、重金屬處理后不達標、處理劑制備工藝復雜及引入二次污染等問題。因此需要發明一種能推廣應用的快速有效去除重金屬的材料的制備方法。

發明內容

解決的技術問題：本發明針對當下面臨的有效去除重金屬材料制備的問題，提供一種去除重金屬的含碳鎂鹽材料及其制備方法和應用。

技術方案：一種去除重金屬的含碳鎂鹽材料的制備方法，包括以下制備步驟：步驟（1）：將MgO粉末和甲醇在超聲下充分混合，得混合濁液，每1L甲醇中MgO添加量在20-60 g之間，超聲溫度15-75 ℃，超聲混合時間0.5-1 h；步驟（2）：將步驟（1）所得混合濁液移入水熱反應釜后逐滴加入磷酸，進行充分攪拌混合，每調節1L甲醇用磷酸0-60 mL；步驟（3）：將步驟（2）中反應釜置于烘箱加熱，50-140 ℃恒溫干燥4 h得非牛頓流體；步驟（4）：將步驟（3）處理后的非牛頓流體進行攪拌，再將得到的濁液離心后水洗干凈得含碳鎂鹽材料；步驟（5）：將步驟（4）處理后的含碳鎂鹽材料進行70-85 ℃干燥處理并保溫，再研磨即得含碳鎂鹽材料。

優選的，每50mL甲醇中MgO添加量為1.2786g，超聲溫度50℃，超聲混合時間0.5 h

優選的，混合濁液中加入磷酸，調節50mL甲醇用磷酸1.5mL。

優選的，調節烘箱加熱溫度110 ℃，恒溫加熱4 h后在室溫下冷卻。

優選的，干燥溫度80℃并保溫。

上述方法制備得到的含碳鎂鹽材料。

上述含碳鎂鹽材料在去除重金屬中的應用。

有益效果：本發明通過溶劑熱法制備了含碳鎂鹽材料，在高溫高壓下，磷酸通過與氧化鎂和醇反應生成的中間產物（HOMgOCH₃）進一步反應形成富含碳酸根、磷酸根的鎂鹽材料；另外，烘干時醇的揮發在鎂鹽表面形成多孔，增大了比表面積。測試結果表明該材料對Pb、Cd等重金屬的去除率能達到99%以上，且可將Pb、Cd含量限定在飲用水中重金屬含量標準，去除重金屬所需時間在2 h以內，具有非常好的應用前景。

附圖說明

圖1是在相同磷含量、不同溫度下測得的Pb殘余濃度；

圖2是在相同磷含量、不同溫度下測得的Cd殘余濃度；

圖3是在相同溫度、不同磷含量下測得的Pb殘余濃度；

圖4是在相同溫度、不同磷含量下測得的Cd殘余濃度；

圖5是選定了110 ℃下實施例5所示的含碳鎂鹽與商用氧化鎂在過量添加量情況下去除Pb的動力學曲線圖。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明作進一步的闡述。本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發明的包含范圍不限于下述的實施例。下面的實施例中未注明的條件和方法等均按照常規或者制造廠商所建議的條件進行。下面通過具體實施方法對溶劑熱法制備的含碳鎂鹽材料作詳細的描述，通過調節反應釜中反應溫度和磷酸含量得到。