[发明专利]一种除去水中六价钼的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种除去水中六价钼的方法，进一步涉及一种利用氧化石墨烯衍生物材料吸附重金属钼（尤其是六价钼）的方法，特别是涉及一种通过设计石墨烯材料的表面电性来吸附除去水溶液中的重金属钼（尤其是六价钼）的方法。 

背景技术

钼是醛氧化酶、黄嘌呤氧化酶/脱氢酶和亚硫酸盐氧化酶的组成成分，是人体和动植物所必需的微量元素，对于生理过程具有重要的作用，但是过量的摄入钼，会导致人及动物中毒，使体内能量代谢过程出现障碍，使心脏、肾脏、食管、皮肤等器官或组织受损或病变；研究表明，过量的钼对植物生长也有不良影响。因此，我国规定地面水中钼最高容许浓度为0.5mg/L。 

然而，近年来由于钼在冶金、电子、航空航天、原子能、化工等行业中的大量应用，再加上含钼矿物燃料（如煤）的燃烧，环境中钼的循环量大幅增加，造成了钼对水体和土壤的污染，局部地区的钼污染严重威胁了人类和动植物的健康与生存。钼元素有多种价态，在环境中的存在形式非常复杂，而且其存在形式很容易受环境的氧化还原性和酸碱性影响而发生变化。MoO₄^2-及其缩合体作为钼的存在形式，易溶于水体，很容易被人和动植物吸收，因此污染钼在水体中的除去就尤为重要。 

目前，含六价钼重金属污水的处理方法主要有：Na₂S化学沉淀法（CN101973652A；CN101928083A）、离子交换法（CN102162030A）及膜法 （CN101200334）等。沉淀法会产生沉淀污泥，S^2-的加入也容易引起二次污染；离子交换树脂需要经常清洗更新，增加了其操作难度和生产成本；膜在压力下容易被栓塞，被污染，必须定期舒塞，清洁，检查，运营成本较高，且容易二次污染。 

因此，本领域亟需一种能够有效除去水中六价钼的方法，所述方法应当具备操作简单，运行成本低，不会产生二次污染的优势。 

发明内容

针对现有技术除去水中六价钼的方法存在的容易引起二次污染，操作困难，运营成本高的不足，本发明的目的之一在于提供一种不会引起二次污染，操作简单，运行成本低的除去水中六价钼的方法。 

本发明是通过如下技术方案实现的： 

一种除去水中六价钼的方法，所述方法为利用氧化石墨烯衍生物材料对六价钼的静电吸附作用，除去水中的六价钼。 

石墨烯是自然界已知材料中最薄的一种材料，其理论比表面积达2600m²/g，其独特的原子及电子结构使其具有许多奇特而优异的理化性能，这些独特的结构和优异的性能，使石墨烯基材料在能量储存、吸附材料、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域具有重大的应用价值。 

本发明所述的氧化石墨烯衍生物材料为接枝了官能团，或经过氧化剂或还原剂处理后的氧化石墨烯，可以通过将氧化石墨分散剥离等方法得到氧化石墨烯，之后经过接枝官能团，或经过氧化剂或还原剂处理得到氧化石墨烯衍生物材料。本发明利用所述氧化石墨烯衍生物材料比表面积大，易于在水溶液中分散且其表面含有大量活性位点的特点，对六价钼进行吸附，具体原理可以推测如下： 

氧化石墨烯表面富含羧基、羟基、环氧基团等含氧官能团，这些基团可以通过化学试剂（如氧化剂或还原剂）的处理使其增加或减少；另外，这些含氧基团比较活泼，可以通过化学反应接枝上其它官能团（如：-NH₂、-NO₂、-Cl、-COCl等），得到氧化石墨烯衍生物材料。在氧化石墨烯衍生物材料中，含氧基团以及化学反应所引入的其它官能团，在水溶液中可发生解离（如：-COOH+H₂O=-COO^-+H₃O⁺），或与溶剂中的电离成分结合（如：-NH₂+H₂O=-NH₃⁺+OH^-），导致氧化石墨烯衍生物材料表面带电，通过调节溶液的pH值，可以进一步控制其表面荷电的多少及其正负。也就是说，可以通过控制氧化石墨烯衍生物材料表面基团的种类和数量，并调节溶液pH值，获得表面带有正电荷的氧化石墨烯衍生物材料。