[發明專利]汞離子污染水體修復材料

有效

• 申請號: 201810270496.2
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108314030B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 周考文;劉白寧;王欣竹
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: C01B32/198
• 分類號: C01B32/198;C01F7/44;C01G9/02;C02F1/28
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本發明涉及一種汞離子污染水體修復材料，其特征是石墨烯負載的由鉑原子摻雜的Al₂O₃和ZnO組成的顆粒材料。其制備方法是：將鋁鹽和鋅鹽共溶于硝酸和異檸檬酸水溶液中，然后加入葡萄糖和氯鉑酸，升高溫度加入瓊脂粉攪拌至溶解，冷卻形成凝膠，將此凝膠烘干、焙燒、冷卻即得由Pt原子摻雜的Al₂O₃和ZnO組成的粉體材料；在連續攪拌下，將此粉體材料加入質量分數為20％的水合肼水溶液中，再加入由天然石墨制成氧化石墨烯，經過濾、洗滌后擠壓成顆粒，烘干后即得到具有很好的機械強度和化學穩定性的水體修復材料。用此修復材料填裝過濾柱，待處理水體通過過濾柱，即可將水體中的鉛離子有效轉移至此修復材料中。

技術領域

本發明涉及一種汞離子污染水體修復材料，特別是石墨烯負載的由鉑原子摻雜的Al₂O₃和ZnO組成的顆粒材料，屬于環境保護技術領域。

背景技術

水體的重金屬污染修復是事關水資源保護和人民群眾飲水安全的重大戰略問題，開發設計簡單、高效、經濟實用的吸附凈水材料已成為科技工作者的共同目標。汞是一種有毒的銀白色重金屬元素，它是常溫下唯一的液體金屬，游離存在于自然界并存在于辰砂、甘汞及其他幾種礦中，元素符號Hg，俗稱“水銀”。常見的汞的無機化合物如硝酸汞(Hg(NO₃)₂)、升汞(HgCl₂)、甘汞(Hg₂Cl₂)、溴化汞(HgBr₂)、砷酸汞(HgAsO₄)、硫化汞(HgS)、硫酸汞(HgSO₄)、氧化汞(HgO)、氰化汞(Hg(CN)₂)等，可用于汞化合物的合成，或作為催化劑、顏料、涂料等；冶金工業常用汞齊法(汞能溶解其它金屬形成汞齊)提取金、銀和鉈等金屬；化學工業用汞作陰極以電解食鹽溶液制取燒堿和氯氣；汞的一些化合物在醫藥上有消毒、利尿和鎮痛作用，汞銀合金是良好的牙科材料，有的還作為藥物用作治療惡瘡、疥癬等，口服、過量吸入其粉塵及皮膚涂布時均可引起中毒。汞屬劇毒物質，空氣中游離汞濃度為1.2～8.5mg/m時即可引起急性中毒，超過0.1mg/m則可引起慢性中毒。化合物狀態的汞多呈粉末狀，可經呼吸道、皮膚、消化道吸收。汞的急性毒性靶器官主要是腎，其次為消化道、肺等；慢性毒性靶器官則主要是腦、消化道及腎。在汞的總量中，游離金屬汞占30％左右，化合物狀態的汞占70％左右。水體中的汞離子易于傳播擴散，開發水體汞離子修復材料具有重要現實意義。

目前，有很多物理和化學方法被用于水體中汞離子的去除，包括電解法、沉淀法和吸附法等。由于電解法能耗較高，并且容易造成二次污染，已逐漸被放棄；沉淀法對高濃度重金屬離子的去除效果顯著，但是不能用于低濃度重金屬離子的去除；吸附法效率不高，但仍是目前被普遍采用的方法。近幾年來有利用介孔二氧化硅、納米多孔活性炭、氨基修飾的嵌段共聚物等材料對重金屬離子進行高效吸附處理的報道，但因其加工制備過程復雜、操作成本較高而難以推廣使用。

發明內容

本發明的目的是克服以往技術的不足，提供一種汞離子污染水體修復材料。本發明所述的水體修復材料是石墨烯負載的由鉑原子摻雜的Al₂O₃和ZnO組成的顆粒材料，其制備方法是：

(1)在連續攪拌下將天然石墨緩慢加入35℃的發煙硫酸中，恒溫攪拌2小時后加入質量分數為20％的高錳酸鉀水溶液，升溫至50-55℃并繼續攪拌2小時，緩慢加入質量分數為24％的過氧化氫水溶液至無氣泡為止，保持溫度繼續攪拌1-2小時，抽濾并將濾出物水洗至中性，得到氧化石墨烯；