[發明專利]一種同時快速吸附鉻、鎘和鉛重金屬離子的方法

有效

• 申請號: 201811380694.0
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109277090B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 邱素艷;魏益華;袁麗娟;張大文;羅林廣;涂田華;陳慶隆
• 申請（專利權）人: 江西省農業科學院農產品質量安全與標準研究所
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;C02F1/28;B09C1/00;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

本發明一種同時快速吸附鉻、鎘和鉛重金屬離子的方法，采用聚乙烯吡咯烷酮修飾的Fe₃O₄包埋氧化石墨烯作為鉻、鎘和鉛重金屬離子吸附劑，具體包含PVP/Fe₃O₄/GO復合物的制備、鉻、鎘和鉛重金屬離子的吸附及解析三步驟。PVP/Fe₃O₄/GO復合物對鉻、鎘和鉛三種離子的吸附時間短，最大吸附量分別達到13.82 mg/g、30.52 mg/g、555.56 mg/g。PVP/Fe₃O₄/GO復合物在5%HNO₃溶液中顯示出高穩定性，重復利用5次后仍具有良好的吸附性能，易于分離和去除，對環境不會造成嚴重的二次污染。本發明方法被成功應用于復雜土壤中鉻、鎘和鉛離子的吸附，其吸附效率均達到90%以上，操作簡單，無需專門培訓，成本低，穩定性高且易分離，有利于實現土壤中鉻、鎘和鉛離子的處理。

技術領域

本發明涉及一種同時快速吸附鉻、鎘和鉛重金屬離子的方法，具體屬于無機化學分析技術領域。

背景技術

重金屬離子由于其具有長的半衰期，在水和土壤中不具降解特性，尤其是Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)，容易引起嚴重的食品和環境污染。其通過動植物的富集，食物鏈的放大，對人體健康也會帶來嚴重威脅，如引起腎功能損傷、肺氣腫、神經系統損傷、高血壓等疾病。因此，亟需一種有效的方法吸附和去除水和土壤中的重金屬離子，減少重金屬離子殘留。目前，已經有大量方法被報道用于吸附和去除重金屬離子，如過濾、沉降、生物處理、離子交換、吸附技術等。其中吸附技術因具有去除效率高、成本較低、在使用和操作上靈活，被認為是最有潛力的方法之一。然而許多吸附劑在使用后分離困難、穩定性較差、吸附速度較慢，從而影響重金屬離子的去除速度和去除效率，對環境也可能帶來二次污染，且不能同時吸附Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)三種重金屬離子。因此，急需開發制備簡單、穩定性好、吸附速度快、分離容易，且能同時吸附Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)三種重金屬離子的方法。

磁性吸附劑因其具有易分離、成本低、毒性小、適用范圍廣等特性而備受關注。氧化石墨烯（Graphene oxide，GO）表面積大，且表面含有豐富的官能團，如分布在其邊緣的羰基、分布在平面上的羧基和環氧基等。這些基團都易于和重金屬離子Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)通過氫鍵進行結合，達到吸附效果。為了進一步提高吸附效率，可在氧化石墨烯表面進行修飾，并與磁性Fe₃O₄結合，大大增加其表面官能團，提供更多結合位點，且達到易分離目的。

發明內容

本發明目的在于提供一種同時快速吸附Cr(III)、Cd(II)、Pb(II)的方法。

本發明一種同時快速吸附鉻、鎘和鉛重金屬離子的方法是這樣實現的：

采用聚乙烯吡咯烷酮修飾的Fe₃O₄包埋氧化石墨烯作為重金屬離子吸附劑，具體包含以下步驟：

步驟1：PVP/Fe₃O₄/GO復合物的制備