[發明專利]一種用于吸附處理廢水中重金屬離子的改性鋁土礦

有效

• 申請號: 201811253414.X
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109248648B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 江莉龍;胡新華;鄭笑笑;米金星;馬永德
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J20/08
• 分類號: B01J20/08;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開了一種用于吸附處理廢水中重金屬離子的改性鋁土礦及其應用，其是先將天然鋁土礦與硝酸溶液進行水熱反應，再將所得產物進行焙燒，制得酸改性鋁土礦。所得改性鋁土礦具有較高的孔容和比表面積，對Pb²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺等重金屬離子表現出了較好的吸附性能，因而可作為吸附劑用于吸附處理廢水中重金屬離子。本發明改性鋁土礦的制備過程簡單，條件溫和，原料價格低廉，并具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種用于吸附處理廢水中重金屬離子的改性鋁土礦。

背景技術

隨著現代工農業生產技術的飛速發展，由重金屬離子引起的環境污染問題已日益威脅到人類的健康。因此，去除廢水中的重金屬離子，如銅、鋅、鎘、鎳、鉛、鉻、汞等，以保護和改善人類賴以生存的環境已迫在眉睫。目前處理廢水中重金屬離子有如下方法：1）化學處理法，加入藥劑使其與重金屬離子發生化學反應而從廢水中除去重金屬離子；2）物理處理法，即在不改變廢水中重金屬離子化學狀態的前提下，通過吸附、濃縮、分離的方法處理廢水中的重金屬離子，該方法又可細分為吸附法、膜分離法、離子交換法；3）生物處理法，利用生物（如細菌、真菌、藻類及某些生物提取物）的新陳代謝作用吸附廢水中的重金屬離子，以達到去除廢水中重金屬離子的作用；4）近年來新出現的新型廢水處理技術：包括新型介孔材料、光催化法、納米技術以及基因工程技術法等。

在各種廢水處理技術中，吸附法因其操作簡單與實用受到人們廣泛的關注。目前，常用的重金屬離子吸附劑主要有活性炭、粘土類礦物、沸石等。但是，上述催化劑仍存在不足之處，例如活性炭因其具有較強的吸附性能被廣泛用于廢水處理，但該材料在使用過程中需要添加一些復雜的試劑以提高其對污染物質的吸附效果，因而存在制備過程繁瑣、成本較高和很難大規模應用等問題。發展新型、高效及成本低廉的廢水處理材料已成為環境污染治理工作中急需解決的問題。

天然鋁土礦因其資源豐富、結構穩定、價格低廉且本身可以作為貴金屬吸附劑等優點，在廢水處理領域展現出巨大的優勢和良好的應用前景。根據文獻報道顯示，改性后的鋁土礦對含高濃度Cl^-、NO^3-的有機廢水具有一定的吸附作用。然而，目前幾乎沒有將鋁土礦應用于重金屬廢水處理的報道。因此通過合適的方法制備具有更大比表面積、更高吸附容量的改性鋁土礦，將對污水處理及環境、生態修復具有重大意義，并可充分利用我國豐富的鋁土礦資源。

發明內容

本發明的目的在于針對現有材料的不足，開發一種可用于吸附處理廢水中重金屬離子的改性鋁土礦。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于吸附處理廢水中重金屬離子的改性鋁土礦，其制備方法包括如下步驟：

（1）用純水洗去天然鋁土礦表面的粉塵并烘干；

（2）將烘干后的天然鋁土礦置于聚四氟乙烯高壓反應釜內襯中，再按1.0~1.5 mL/g加入2 mol/L的HNO₃溶液，超聲振蕩混合后將反應釜密封，放入烘箱，于100-200℃水熱反應36 h；

（3）反應結束后冷卻至室溫，離心，并在110 ℃干燥4 h；

（4）將干燥后的產物于200~400 ℃焙燒處理6 h，即得酸改性鋁土礦。

本發明先將天然鋁土礦與硝酸溶液進行水熱反應，再置于馬弗爐中焙燒，制得酸改性的鋁土礦。經檢測，改性后的鋁土礦具有較大的比表面積和孔容，因而具有較高的吸附性能，可用于吸附處理廢水中的重金屬離子。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

（1）與天然鋁土礦相比，本發明經酸改性后得到的鋁土礦的比表面積和孔容得到改善，因而對廢水中的重金屬離子具有較強吸附能力，尤其是對Pb²⁺離子表現出了優異的吸附性能；