[发明专利]一种去除天然水体中铅离子的复合吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除天然水体中铅离子的复合吸附材料及其制备方法，具体涉及利用棉花纤维负载着二氯氧锆制得的复合吸附材料处理天然水体中的铅离子的方法，属于环境保护中的污水净化处理领域。

背景技术

铅是银白色金属，极易被氧化。铅是柔软、延展性强的弱金属，有毒，也是重金属。铅的本色为青白色，在空气中表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。可用于建筑材料、铅酸蓄电池、枪弹和炮弹、焊锡、奖杯和某些合金。金属铅的重要用途是制造蓄电池，在蓄电池里，一块块灰黑色的负极都是用金属铅做的。铅对环境的污染，一是由冶炼、制造和使用铅制品的工矿企业，尤其是来自有色金属冶炼过程中所排出的含铅废水、废气和废渣造成的。二是由汽车排出的含铅废气造成的，汽油中用四乙基铅作为抗爆剂(每公斤汽油用1～3克)，在汽油燃烧过程中，铅便随汽车排出的废气进入大气。目前世界上已有两亿多辆汽车，每年排出的总铅量达40万吨，成为大气的主要铅污染源。

中国(GB5749-85)。生活饮用水水质标准：铅含量低于0.05mg/L。

目前应对铅离子的主要方法有：吸附法，沉淀法，离子交换法。吸附法主要有利用高强聚乙烯醇螯合纤维、稻米壳吸附材料去除水中的铅离子。沉淀法主要有利用溶胶-凝胶法制备的羟基磷灰石，通过沉淀作用去除水中的铅离子，去除过程是一个复杂的非均相固-液反应。离子交换法主要是利用一些材料中的钙离子与铅离子发生离子交换，达到去除铅离子的效果。

近年来，人们进一步研究改进传统方法处理水中的铅离子的同时，逐渐转向生物法，生物法具有高效、节能、环境友好等优点，成为从水中脱除铅离子等阳离子离子和回收阳离子，并将逐渐替代常处理方法。生物吸附技术以其具有吸附容量大、选择性强、效率高、消耗少，能有效处理含低浓度溴酸根废水等诸多优点吸引了众多研究人员的目光。

本发明为获得一种价格低廉、吸附能力强的非活体生物吸附剂，提供了一种利用二氯氧锆负责在棉花纤维上制得的新型复合吸附材料，实现了保扩了环境，拓宽了污水生物处理过程吸附剂的选择范围，实现了废弃物的资源化，具有良好的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种利用棉花纤维负载着二氯氧锆制得的新型复合吸附材料处理含铅离子的天然水的方法。本发明具有吸附效率高，操作简单方便，成本低，效果好，效率高，处理后可回收金属离子。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

(1)取10～15g二氯氧锆，研磨成粉末，备用；

(2)取棉花，洗净，在温度为40℃～50℃烘干，称取烘干后的棉花10～15g置于100mL。烧杯中，加入30％～40％的NaOH溶液50ml，搅拌碱化80～90min，过滤，滤除液体，得碱纤维；

(3)将碱纤维转入250mL锥形瓶中，加入100mL蒸馏水，调节pH为中性，加入称取的二氯氧锆粉末3～5g，超声波震荡20min～30min，再加入5～10g三氯氟甲烷，搅拌60min～70min；

(4)过滤，在温度为60℃～70℃烘干，研磨成粉末，即可得到新型的复合吸附材料。

本发明新型复合吸附材料，具有巨大的比表面积，丰富的孔隙，可以大量吸收铅离子；且二氯氧锆对铅离子有吸附性，处理过程不会产生新的污染离子，不会造成二次污染。

本发明的吸附原理为：

二氯氧锆与水结合会生成八水合二氯氧锆，对铅离子有吸附性，棉花纤维内含丰富的空隙，极大程度的提高了吸附材料的吸附性，本发明就是利用ZrOCl₂对铅离子的吸附性从而达到去除水中铅离子的效果。

其具体方法为：以8～10g/L的投放量将吸附材料加入含有0～100mg/L铅离子的天然水中，调节pH在6.0～7.0，搅拌吸附30min～40min，吸附后水中的铅离子含量低于0.05mg/L。

使用本发明的有益效果：

(1)本发明所选原料均属常见材料，制作简单，价格低廉，可以大量制造；

(2)本发明处理后水中的铅离子含量低于0.05mg/L，达到中国引用水水质标准；

(3)本发明吸附材料在使用过后可以通过简单的化学处理，可以回金属离子。

具体实施方式

本发明采用的技术方案如下：

(1)取10～15g二氯氧锆，研磨成粉末，备用；