[發明專利]一種用于吸附六價鉻離子的明膠基水凝膠吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011132693.1
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112169780B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 王學川;劉春林;張慧潔
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 郭秋梅

本發明公開了一種吸附六價鉻離子的明膠基水凝膠吸附劑制備方法，具體為：將明膠超聲分散到45℃~60℃的去離子水中，超聲分散的時間為10 min，加入適量的氧化多壁碳納米管，超聲1 h。之后將其倒入成型模具內，待明膠與氧化多壁碳納米管混合液完全成凝膠態后，得到的明膠?氧化多壁碳納米管凝膠浸泡在吡咯溶液中30 min，溫度保持在0?4℃。加入30 ml氧化劑溶液（8g六水合三氯化鐵溶于100 ml的去離子水和0.3 M的鹽酸），保持8 h。再用丙酮和去離子水洗滌凝膠，并在60℃下干燥至恒重。得到明膠?氧化多壁碳納米管?聚吡咯水凝膠。另外，該方法操作簡單，成本低廉，可進行大規模推廣生產。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，具體涉及一種吸附六價鉻離子的明膠基水凝膠吸附劑制備方法。

背景技術

由于皮革價格、采礦、玻璃制造、電鍍、電池制造等過程中排放的廢水，重金屬離子所引起的水污染是環境污染的主要來源，日益引起人們的關注。鉻（Cr）是一種有毒重金屬，通常以Cr（III）和Cr（VI）的價態存在于工業廢水中，Cr（VI）毒性高出Cr（III）近500倍。作為一種典型的重金屬污染物，Cr（VI）可能導致致癌、致突變性、肝損傷、肺水腫等癥狀。為了解決這一難題，許多研究者對去除Cr（VI）進行了大量研究。

明膠是一種由膠原蛋白水解而成的變形蛋白質，存在大量的官能團，如氨基、羧基、羥基等。此外，在分子鏈和分子鏈之間發現大量氫鍵，對金屬離子具有很強的螯合能力。并且明膠廉價易得，可從皮革廢料中提取，成為“以廢治廢”的環保材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種吸附六價鉻離子的明膠基水凝膠吸附劑制備方法，旨在解決當前處理廢水中六價鉻離子成本高的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種吸附六價鉻離子的明膠基水凝膠吸附劑的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，將5 g明膠超聲分散到45℃~60℃的50 mL去離子水中，超聲分散的時間為10 min，加入適量的氧化多壁碳納米管，超聲1 h。之后將其倒入成型模具內，待明膠與氧化多壁碳納米管混合液完全成凝膠態后，得到明膠-氧化多壁碳納米管凝膠；

步驟2，將經步驟1后得到的明膠-氧化多壁碳納米管凝膠浸泡在吡咯溶液中30min，溫度保持在0-4℃。加入30ml氧化劑溶液（8g六水合三氯化鐵溶于97 ml的去離子水和3mL的鹽酸的共混溶液），保持8 h。再用丙酮和去離子水洗滌凝膠，并在60℃下干燥至恒重。得到明膠-氧化多壁碳納米管-聚吡咯水凝膠；

本發明的特點還在于，

步驟1中，明膠與去離子水的質量比為1~2：8~9，明膠與氧化碳納米管的質量比為1~2：0.05~0.1。

步驟2中，加入氧化劑溶液10~50 mL，鹽酸濃度在0.1~0.5 M。

本發明的有益效果在于：

本發明的技術方案中，選用價格低廉的明膠為原料，與氧化多壁碳納米管復合，經聚吡咯表面修飾得到六價鉻離子吸附劑，該吸附劑通過靜電吸附、離子交換和Cr（VI）的還原快速吸附，解決了目前去除廢水中的六價鉻離子成本高的問題，與其他吸附劑進行比較，具有更高的吸附率，另外，該方法操作簡單，成本低廉，可進行大規模推廣生產。

附圖說明

圖1是本發明實施例中制備的明膠-氧化多壁碳納米管-聚吡咯水凝膠吸附劑表面的SEM圖；

圖2是本發明實施例中制備的明膠-氧化多壁碳納米管-聚吡咯水凝膠吸附劑內部的SEM圖；

圖3是本發明實施例中制備的明膠-氧化多壁碳納米管-聚吡咯水凝膠吸附劑XPS圖。

具體實施方式

為了更清楚地解釋本發明實例或現有技術中的技術方案，下面將對實例或現有技術描述所使用的附圖作簡單地介紹。