[發明專利]一種用于毒性Cr(VI)吸附的SiO2

有效

• 申請號: 201910379569.6
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110064358B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 蔡衛權;丘文娟;陳依婷
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發明公開了一種用于毒性Cr(VI)吸附的SiO₂/γ?AlOOH復合薄膜及其制法和應用。該方法包括：首先制備穩定的SiO₂溶膠和γ?AlOOH溶膠；然后將上述SiO₂溶膠與γ?AlOOH溶膠按一定比例混合，加入酸化后的PVA水溶液，攪拌均勻后，在基材上流延成型并干燥，揭下后得到對毒性Cr(VI)具有優異吸附性能的SiO₂/γ?AlOOH復合薄膜。本發明方法具有鋁源來源便利且無毒無害、反應條件溫和、制備工藝簡單等優點，所制備的SiO₂/γ?AlOOH復合薄膜對毒性Cr(VI)表現出優異的吸附性能，最大吸附量可達33.67mg/g，且吸附Cr(VI)后的SiO₂/γ?AlOOH復合薄膜易從水體中直接分離，不會對水體產生二次污染。

技術領域

本發明屬于重金屬離子吸附分離用高性能復合吸附劑研制的技術領域，具體涉及一種用于毒性Cr(VI)吸附的SiO₂/γ-AlOOH復合薄膜的制備方法和應用。

背景技術

水資源是最重要的自然資源之一。隨著金屬冶煉、礦山開采以及電池、電鍍、皮革和農藥等工業的發展，有毒有害重金屬離子(如鉻、砷、鎘、鉛等) 造成的水體污染嚴重危害了人類的健康和人們賴以生存的自然環境。鉻元素被美國環保署列為最具毒性的污染物之一，它易溶于水，難以從水體中分離，而且在低濃度下也可以通過皮膚表層、消化道和呼吸道進入人體體內，嚴重時引發人體休克以及神經系統衰竭，對人體造成巨大的傷害。鉻元素在含鉻廢水中主要以高毒性和高致癌性的Cr(Ⅵ)(例如CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-和HCrO₄^-等陰離子)形式存在[張曉輝,曹奇光,謝國莉.不同還原劑處理實驗室Cr(Ⅵ)廢水研究[J].環境工程,2014,32(6).]。相對于Cr(Ⅲ)來說，高溶解性的Cr(Ⅵ)更具有生物毒性，它能夠干擾人體重要的酶體系，經口、呼吸道或皮膚接觸吸收后引起“致突變、致癌和致畸效應”。

含Cr(Ⅵ)廢水的處理一般可以通過兩種途徑：(1)通過化學反應使Cr(Ⅵ) 轉變為低毒易沉淀的Cr(Ⅲ)，再進一步沉淀除去Cr(Ⅲ)；(2)直接將Cr(Ⅵ)化合物與水進行分離。含鉻廢水的常用處理方法主要有溶劑萃取法、離子交換法、化學沉淀法、電滲析法、膜分離法和吸附法，其中吸附法具有操作簡便、對重金屬離子吸附選擇性好、吸附去除效率高和實際可應用范圍廣等優點，受到大家的廣泛關注。理想的吸附劑應該是既能快速有效地去除廢水中的重金屬離子，又能快速地實現與所處理廢水的有效分離，并能再生循環使用。中國專利申請 CN10682952A公開了一種利用咖啡渣制備的生物炭吸附重金屬的方法，其在最佳pH＝5.5時對初始濃度為20mg/L的Cr(Ⅵ)水溶液的最大吸附去除率達82.14％。該法操作簡便，耗時短、原料為生物質，但是制備過程對于氧氣和溫度的條件控制較為嚴格。中國專利申請CN106582500A公開了一種可吸附降解硅藻土復合材料及其制備方法，該復合材料為在硅藻土藻盤上負載有序納米結構氧化鈮，其在最佳條件(pH＝7、吸附100mL初始濃度為100mg/L的Cr(Ⅵ)水溶液)下的最大吸附量為81.7mg/L，吸附去除率為81.74％。但以上吸附劑均為粉體，在實際使用過程中容易發生團聚現象，影響吸附效率；并且這些吸附材料吸附污染物后不易從水體中分離，極大地增加了廢水處理的運行成本，水體中殘存的粉體還會導致二次污染，這些不足使得粉體吸附材料在應用時受到了嚴重的限制。