[發明專利]一種去除水中重金屬離子的活性炭吸附劑及制備方法

在審

• 申請號: 201811272803.7
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109261124A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 蔡杰
• 申請（專利權）人: 成都市水瀧頭化工科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/48;B01J20/34;C02F101/20
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本發明提供了一種去除水中重金屬離子的活性炭吸附劑及制備方法。該方法先通過反應原位生成Fe₃O₄負載于活性炭顆粒表面，制得磁性活性炭，然后在磁性活性炭顆粒表面吸附引發劑過氧化二苯甲酰，再引發聚合生成聚苯乙烯層，進一步以磷酸三乙酯及SO₃為磺化劑在聚苯乙烯表面引入?SO₃H，制得去除水中重金屬離子的活性炭吸附劑。與傳統方法相比，本發明制備的活性炭吸附劑，可選擇性地對水體中的重金屬離子進行離子交換，對Ni²⁺、Pb²⁺、Co²⁺、Cd²⁺等多種重金屬離子均具有良好的去除效果。

技術領域

本發明屬于水體凈化材料的技術領域，提供了一種去除水中重金屬離子的活性炭吸附劑及制備方法。

背景技術

水是人類的生命之源，是自然界和人類發展過程中不可或缺的重要因素。隨著經濟的發展和社會的進步，人類對于水的需求量越來越大，因此水質的優劣愈發重要。無論是天然水體還是人類干預的水中，成分極為復雜，影響了水資源的正常利用。近年來，對于水體凈化和水質提升的研究越來越受到人們重視。

水體所含各成分中，由于人類礦山開采、金屬冶煉加工、化工生產等活動的干預，重金屬的存在和造成的污染越來越嚴重。水體中的重金屬容易在生物鏈中富集和擴大，并且毒性較大，無法降解，因此已經嚴重危害到生態環境和人類的生命健康。目前對于水中重金屬治理的研究越來越多，主要有吸附法、化學沉淀法、離子交換法、膜分離法、生物絮凝法等，其中，吸附法因簡單而有效，應用范圍最為廣泛。

吸附法是使重金屬離子通過物理或者化學方法粘附在活性點表面，進而達到去除重金屬離子目的的方法。常用的吸附劑包括天然材料和人工材料，天然材料包括活性炭、礦物質、農林廢棄物、泥沙等，人工材料包括納米材料等。其中，活性炭擁有材料便宜易得、操作簡單、重金屬處理效果較好等優點，但活性炭的吸附作用同樣作用于水中其他成分，易導致有效成分的流失。因此，對于活性炭選擇性吸附重金屬的能力的研究成為熱點課題。

中國發明專利申請號201410851287.9 公開了一種用于重金屬廢水處理的改性活性炭的制備方法。先將活性炭洗滌、烘干、研磨、過篩、浸泡使其孔隙中充滿水，再通過吹潔凈空氣使活性炭呈沸騰狀態，噴入氧化劑進行可控氧化，然后再與N-(2,3-環氧丙基)亞氨基二乙酸二鈉通過環氧基開環將亞氨基二乙酸二鈉接在活性炭表面上。本發明制備的改性活性炭僅在表面引入了對重金屬離子具有較強作用的羥基、羧基和亞氨基二乙酸根，保留了活性炭原有的孔道結構特征，兼具很強的吸附能力。但該發明制得的改性活性炭不僅對于水中的重金屬具有吸附作用，同樣會吸附其他成分，導致有益成分的流失。

中國發明專利申請號201610734433.9 公開了了一種吸附重金屬的納米MgO活性炭的制備方法，具體為取活性炭用稀硝酸浸泡，然后用水和無水乙醇交替清洗，去除表面附著物，而后弄干備用，以Mg(NO₃)₂·6H₂O為前驅體，以去離子水為溶劑配成Mg(NO₃)₂水溶液，加入上述處理后的活性炭，攪拌后逐滴加入配制好的尿素水溶液，將處理后的活性炭煅燒后即得吸附重金屬的納米花型MgO活性炭。該發明制得的復合活性炭同樣存在對重金屬離子選擇性吸附能力較差的問題，限制了其在水體重金屬離子去除中的應用。

綜上所述，現有技術中的活性炭吸附劑具有對重金屬離子的選擇性吸附能力較差的缺陷，因此開發一種可選擇性吸附去除水中重金屬離子的活性炭吸附劑，有著重要的意義。

發明內容