[发明专利]一种去除水溶液中二价铜离子的方法

说明书

技术领域

本发明一种去除水溶液中二价铜离子的方法，属于环境工程技术领域，具体涉及一种综合利用壳聚糖和膨润土插层量高有效去除水溶液中金属离子的特点，在复合改性之前将壳聚糖与膨润土分别进行交联化处理，制得稳定性好的改性膨润土复合材料，去除水溶液中的铜离子的方法的技术方案。

背景技术

随着现代化工业的迅猛发展，越来越多的水资源受到重金属离子的污染，铜是一种水体中常见的重金属污染物，它具有多种存在形式，其中二价铜离子是对生物致毒的主要离子形式，天然水中铜含量很少，水中的铜主要是工业废水的污染引起的，主要来自电镀，冶炼，五金，化工，矿山开采等部门，水体中的铜元素可以在生物体内发生富集作用，且不能被微生物分解代谢，一旦进入人体，极易与人体某些组织发生亲和作用而导致酶的活性受到抑制，使细胞膜受到严重损伤，对人体产生毒害作用，如大量饮用被铜污染的饮料会造成急性铜中毒，出现胃肠道中毒症状，口内有金属味、上腹痛、恶心呕吐或腹泻；重者可出现胃肠黏膜溃疡、溶血、肝坏死、肾损害，甚至发生低血压、休克而死亡。因此建立有效的去除水体中铜污染的方法就显得尤为必要。

壳聚糖因其具有大量的游离氨基和羟基，可以在一定条件下通过物理吸附或化学络合的方式吸附绝大部分的重金属离子。膨润土是一种由纳米级颗粒组成的层状铝硅酸盐粘土矿物，属非金属矿产，具有特殊的吸水膨胀性和离子交换性能，比表面积大、层间距可控；由于其独特的结构效应，膨润土对环境污染物具有较强的吸附能力，并可循环再生、重复使用；同时，膨润土还可针对排放废水的特定成分和浓度，通过适当改性达到使用目的，因而在废水治理中具有广阔的应用前景。我国是膨润土的主要矿产地之一，由于资源丰富，地域分布广阔，价格低廉，研制和开发经济高效的新型膨润土多功能吸附材料，无疑具有重要的理论意义和实际应用价值。将壳聚糖与膨润土复合插层作为重金属离子的吸附剂已有专利（ZL200710010951.7；ZL200910113818.3；ZL201010107961.4）和文献报道，但是单纯的壳聚糖在弱酸性条件下容易溶解流失，限制了其应用，所以必须对壳聚糖进行改性。通过交联改性的方式可以克服壳聚糖在酸性条件下的流失，从而扩大了壳聚糖的应用范围。另外未经改性的膨润土原土表面Si-O/Al-O基数目有限、键合力不强，层间阳离子交换容量受膨润土内所含蒙脱石种类和含量的制约，其吸附性能较弱。

发明内容

本发明一种去除水溶液中铜离子的方法的目的在于：为解决上述现有技术中存在的问题，公开一种综合利用壳聚糖和膨润土插层量高有效去除水溶液中金属离子，在复合改性之前将壳聚糖与膨润土分别进行交联化处理，制得稳定性好的改性膨润土复合材料，去除水溶液中的铜离子的方法的技术方案，

本发明一种去除水溶液中铜离子的方法，其特征在于是一种综合利用壳聚糖和膨润土插层量高有效去除水溶液中金属离子，在复合改性之前将壳聚糖与膨润土分别进行交联化处理，制得稳定性好的改性膨润土复合材料，去除水溶液中的铜离子的方法，具体步骤如下：

（1）配制0.4mol/L的 AlCl₃溶液，于55~65℃的温度下，将 0.4mol/L 氢氧化钠溶液以1mL/min的速度滴加到 AlCl₃溶液中，直至n(OH^-) : n(Al³⁺) = 2.4，然后于55~65℃陈化47~49h，制得聚羟基铝柱撑剂；取1g钠化膨润土，按Al/土为10mmol/g的比例将聚羟基铝柱撑剂加到膨润土中，55~65℃的温度下搅拌3.5~4.5h，冷却至室温，减压抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，再抽滤，所得滤饼在40~70℃下干燥，研磨，即得聚羟基铝交联膨润土，备用。