[發明專利]一種基于可逆相轉換的非金屬水溶態重金屬吸附劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110743620.4
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113634220B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 蘭華春;安曉強;劉會娟;曲久輝
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 劉凱強;張奎燕

1.一種可逆相轉換的水溶態重金屬吸附劑的制備方法，其中，所述制備方法包括以下步驟：

（1）將三聚氰胺和堿性物質混合均勻；

（2）將（1）中的混合物加熱至250至600℃并保持1h至5h，冷卻至室溫；

（3）將（2）中得到的固體溶解在超純水中，經透析袋在超純水中透析后，透析袋內的液體經干燥得到所述吸附劑；

所述三聚氰胺與所述堿性物質的摩爾比為0.3至3；

所述透析袋的截留分子量為3500至12000；

所述超純水與所述三聚氰胺的質量比為60-70:1；

步驟（1）中所述堿性物質選自氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或兩種。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述加熱的升溫速率為1℃/min至10℃/min。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述加熱的升溫速率為5℃/min至10℃/min。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述加熱溫度為330℃。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的制備方法，其中，所述透析的時間為2至4天。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的制備方法制得的水溶態重金屬吸附劑，其中，所述水溶態重金屬吸附劑為石墨相氮化碳。

7.權利要求6所述的水溶態重金屬吸附劑在重金屬廢水處理中的應用，其中，

向重金屬廢水中加入石墨相氮化碳，使得所述重金屬被所述石墨相氮化碳吸附。

8. 根據權利要求7所述的應用，其中，所述重金屬廢水中重金屬離子的濃度為1mg/L至500mg/L，所述石墨相氮化碳的用量為10 mg/L至500 mg/L。

9.根據權利要求7所述的應用，其中，所述重金屬廢水的pH值為2至6。

10.根據權利要求7所述的應用，其中，所述重金屬離子選自Pb(II)、Cu(II)和Cd(II)、Ni(II)、Zn(II)中的任意一種或多種。

11.權利要求7所述的應用，其中，在重金屬廢水中加入陽離子，回收吸附有所述重金屬的所述石墨相氮化碳，使得所述石墨相氮化碳析出。

12.權利要求11所述的應用，其中，所述陽離子選自鈣離子、鈉離子、鉀離子和鎂離子中的一種或多種。

13.根據權利要求11所述的應用，其中，所述陽離子在所述重金屬廢水中的終濃度為0.2mmol/L至1mol/L。

14.根據權利要求11至13中任一項所述的應用，其中，加入陽離子后析出的吸附有所述重金屬的所述石墨相氮化碳，按照以下方法再生：

1）將吸附所述重金屬后的所述石墨相氮化碳置于酸性溶液中，得到混合液；

2）向步驟1）得到的混合液中加入所述陽離子溶液，使得陽離子終濃度為0.2mmol/L至1mol/L；之后離心收集沉淀，調節所述沉淀pH值至中性或堿性，完成再生。

15.根據權利要求14所述的應用，其中，步驟1）中所述酸性溶液的濃度為0.05mol/L至0.5mol/L，所述酸性溶液與石墨相氮化碳的用量比為1g所述石墨相氮化碳對應10ml至200ml的酸性溶液。

16.根據權利要求14所述的應用，其中，所述酸性溶液選自硝酸溶液、硫酸溶液和鹽酸溶液中的一種或多種。

17.根據權利要求14所述的應用，其中，所述離心的轉速為3000rpm至10000rpm，所述離心的時間為2min至20min。

18.根據權利要求14所述的應用，其中，所述調節所述沉淀pH值的溶液選用氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或多種。