[发明专利]一种利用聚乙烯亚胺改性氧化石墨去除水中六价铬的方法

说明书

技术领域

本发明属于水体净化处理技术领域，涉及一种去除水中六价铬的方法，具体涉及一种利用聚乙烯亚胺改性氧化石墨去除水中六价铬的方法。

背景技术

铬是一种重要的环境污染物，主要来源于电镀、冶金、制革、印染和化工等行业排放的“三废”中。环境中的铬主要以金属铬、三价铬和六价铬三种价态的形式存在。所有铬的化合物都有毒性，其中六价铬的毒性最大，主要以铬酸根阴离子形式存在。六价铬具有很强的致癌和致突变能力，其毒性是三价铬的100多倍；同时，六价铬具有很强的氧化能力和迁移能力，大量的含铬废水排入天然水体，对生态环境和人类健康构成严重威胁。六价铬为吞入性毒物，皮肤接触可能导致敏感，更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久的危险性。六价铬是很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。六价铬对人主要是慢性毒害，在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中。通过呼吸道进入的则易积存在肺部，如吸入高浓度的六价铬化合物会引起打喷嚏、流鼻涕、瘙痒等。摄入量过大时，则会导致肾脏和肝脏的损伤、恶心、痉挛甚至死亡等。因此，水中六价铬的处理技术成为国内外环保领域的一个研究热点。

目前，含铬废水的处理方法主要有化学还原沉淀法、离子交换法、膜处理法、电解还原法以及吸附法等，其中以吸附法最为常用。上述处理方法分别存在一定的局限性，如去除效果不理想、能耗高、吸附容量低、容易造成二次污染等，因此，迫切需要开发成本低廉、处理效果好的方法。吸附法作为低能耗、高安全性的处理工艺，具有很好的应用前景，也越来越受到人们的关注。

吸附法是利用多孔性固体相物质吸附一种或多种物质从而分离水中污染物的水处理过程。与其他方法相比，吸附法具有去除率高、操作简便、无二次污染、吸附剂可再生等优点，广泛用于含铬废水的处理。目前研究较多的吸附剂主要是天然矿物质、农林废弃物、聚合物、树脂、微生物絮凝剂以及碳质吸附剂等。国内常用的吸附剂为活性炭，机理是主要利用其丰富的微孔结构和较大的比表面积，吸附去除水中六价铬，但是用活性炭处理含铬废水，吸附效果一般，它的再生利用较为复杂，且费用昂贵，处理成本高。为进一步提高碳材料吸附剂对六价铬的吸附效果，常需要对其进行改性修饰。碳质材料经过改性后，可明显改善其微孔结构，增加表面活性基团及吸附点位，明显改善吸附效果。

石墨是均一的六方晶体结构，易形成网状的层面，层与层之间具有较大的间隙，为其吸附提供很好的空间，但是石墨层与层之间的结合力弱，且表面稳定，官能团较少，不利于石墨与其它物质之间的结合反应，为了解决这些问题，将石墨氧化后得到的氧化石墨表面具有羟基、羧基、环氧基等官能团，既能使石墨层与层之间的结合力增强，又有利于它与其它的物质发生结合反应，从而达到吸附的目的，石墨的氧化是对其改善的有效方法，极大的拓展了石墨的应用领域。

已有研究表明，聚乙烯亚胺分子链上大量的胺基N原子，对金属离子能产生很强的鳌合作用，表现出了很好的吸附性能，可以作为较优的除铬吸附剂，但是，聚乙烯亚胺的价格昂贵，同时其吸附性能有待提高。利用聚乙烯亚胺改性氧化石墨去除水中六价铬的方法尚未见报道。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用聚乙烯亚胺改性氧化石墨去除水中六价铬的方法，该方法能够有效改善氧化石墨吸附性能、提高吸附效率，从而有效控制六价铬对水体造成的污染与危害。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种利用聚乙烯亚胺改性氧化石墨去除水中六价铬的方法，在预净化的水体中加入水体质量0.0004～0.0008倍的聚乙烯亚胺改性氧化石墨，充分混匀，在15～35℃下，吸附处理10min～24h后，回收吸附六价铬的聚乙烯亚胺改性氧化石墨，得到净化后的水体。

充分混匀后，还包括将体系pH值调节为3.0～10.0的操作。

还包括对吸附六价铬的聚乙烯亚胺改性氧化石墨进行再生的步骤，具体为：将吸附六价铬的聚乙烯亚胺改性氧化石墨放入0.2～0.5mol/L NaOH溶液中，在15～25℃下，震荡10～12h，得到脱附后聚乙烯亚胺改性氧化石墨；将脱附后的聚乙烯亚胺改性氧化石墨用水清洗数次至pH值为中性。

所述0.2～0.5mol/L NaOH溶液与吸附六价铬的聚乙烯亚胺改性氧化石墨的质量比为（2000～3000）：1。

所述聚乙烯亚胺改性氧化石墨的制备，具体包括以下步骤：