[發(fā)明專利]一種有機(jī)修飾磁性堿性鈣基膨潤土在重金屬吸附中的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108483548B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童張法;張寒冰;施華珍;王迎亞;劉坤;湯睿;朱穎
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/22;B01J20/28;C02F101/20
• 代理公司: 南寧啟創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 經(jīng)國富

本發(fā)明公開一種有機(jī)修飾磁性堿性鈣基膨潤土(MACB/CC)在重金屬吸附中的應(yīng)用及其方法，該方法是將有機(jī)修飾磁性堿性鈣基膨潤土投入含有相應(yīng)重金屬離子的溶液中進(jìn)行吸附，待其達(dá)到吸附平衡后，金屬離子的最大去除率大于90％。重金屬為Pb(II)、Cd(II)中的一種或其混合物。由于MACB/CC其表面含有―NH₂、―COOH和―OH等功能基團(tuán)，可防止磁性納米Fe₃O₄被氧化，MACB/CC的磁分離性能和穩(wěn)定性能、吸附性能均優(yōu)于MACB，MACB/CC還可通過外加磁場進(jìn)行固液分離循環(huán)使用，循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)5?10次以上，是一種綠色、高效、可循環(huán)利用的吸附材料，在處理重金屬廢水方面具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膨潤土深加工應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)修飾磁性堿性鈣基膨潤土在重金屬吸附中的應(yīng)用及方法。

背景技術(shù)

與大多數(shù)污染物相比，重金屬污染物有較為明顯的區(qū)別，普通污染物可通過微生物的降解使毒性逐漸消減，但重金屬污染物具有化學(xué)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，不能被微生物分解，因此重金屬污染物是具有長期危害性。水環(huán)境中的重金屬污染物嚴(yán)重威脅著我們的健康與生存，水體中的重金屬污染物會(huì)通過生物鏈的富集，最終進(jìn)入人類體內(nèi)，而人體中蛋白質(zhì)和生物酶會(huì)與重金屬污染物發(fā)生反應(yīng)，使器官或組織失活變性，導(dǎo)致疾病發(fā)生。重金屬污染物對人體具有致癌、致畸、致突變的作用。表1為含重金屬污染物的水體中鉛、銅、鋅、鎘、鎳對人體的損害。

表1鉛、銅、鋅、鎘、鎳對人體的危害

若任由含重金屬的污水排放到大自然中，必然會(huì)對人類健康造成危害，須在排放前就對其進(jìn)行去除處理。然而無論是哪種重金屬污水處理方法都不能使重金屬自身被分解破壞，只能轉(zhuǎn)移其現(xiàn)有的位置，或改變其物理和化學(xué)存在形式。因此，無論是從防止環(huán)境水體污染還是從合理利用自然資源等方面考慮，最好的重金屬廢水處理的原則應(yīng)該是重金屬和污染水都回收利用。

膨潤土(Bentonite)在我國儲(chǔ)量豐富，價(jià)格便宜，它是以蒙脫石為主要礦物成分的層狀非金屬礦，比表面積較大并且具有一定的吸附能力，被廣泛用于吸附去除污水中的有毒重金屬。但天然膨潤土對含重金屬廢水的處理能力有限，往往需要對其進(jìn)行改性從而提高其吸附吸能。天然膨潤土通常以無機(jī)改性、有機(jī)改性、柱撐改性以及無機(jī)-有機(jī)復(fù)合改性的方法。前人的研究表明，改性后的膨潤土在重金屬廢水處理方面具有良好的吸附性能。

申請人通過國家自然科學(xué)基金“陰離子型鈣基膨潤土的合成機(jī)理及其催化與吸附性能研究(20766001)”及“有機(jī)酸膨潤土的合成及其在復(fù)合廢水處理中的吸附性能研究(21166004)”的資助下合成了一系列的陰離子型膨潤土——堿性鈣基膨潤土及多種有機(jī)酸改性膨潤土，與傳統(tǒng)的陽離子型膨潤土相比，該類型的膨潤土含有功能不同的有機(jī)基團(tuán)，具有傳統(tǒng)膨潤土不具備的一些功能，使膨潤土的應(yīng)用領(lǐng)域大大拓寬。已有的研究工作表明，堿性鈣基膨潤土對水體中的二價(jià)重金屬離子如Pb(II)、Zn(II)、Cu(II)等具有良好的吸附性能，有機(jī)酸膨潤土則對水體中的六價(jià)鉻鹽去除能力良好。

然而，由于堿性鈣基膨潤土及多種有機(jī)酸改性膨潤土在水體中具有較好的分散性及懸浮性，在吸附重金屬離子的后續(xù)處理中，存在固液難以分離的問題，從而影響了其處理重金屬廢水的工程實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對現(xiàn)有技術(shù)中堿性鈣基膨潤土及多種有機(jī)酸改性膨潤土在處理重金屬廢水存在的技術(shù)缺陷，在申請人日前提交的“一種有機(jī)修飾磁性堿性鈣基膨潤土及其制備方法”基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究并提供該有機(jī)修飾磁性堿性鈣基膨潤土在重金屬吸附中的應(yīng)用及方法，該應(yīng)用和方法表明：該有機(jī)修飾磁性堿性鈣基膨潤土(簡稱MACB/CC)是一種環(huán)保、高效且可重復(fù)利用的重金屬吸附材料；相對于表面未經(jīng)有機(jī)修飾的磁性堿性鈣基膨潤土(簡稱 MACB)來說，經(jīng)過有機(jī)修飾劑修飾后的MACB/CC在磁分離性能、磁核穩(wěn)定性及吸附性能等方面均得到極大的優(yōu)化提高。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：