[发明专利]铅离子吸附材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种能够有效水体中铅离子进行吸附和去除的铅离子吸附材料及其制备方法。本发明所涉及的铅离子吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一.预备料制备：将沥青、树叶与水作为原料进行混合，搅拌均匀后加入镁盐、铝盐、含硅化合物和沥青助溶剂作为配料，搅拌均匀，制得预备料；步骤二.粗品制备：将预备料移入加热装置内，先以第一升温速率升温至60~100℃，再以第二升温速率升温至120~180℃，再以第三升温速率升温至250~500℃，再以第四升温速度继续升温至800~1000℃进行炭化，最后冷却至室温，制得吸附材料粗品；步骤三.成品制备：将吸附材料粗品用酸溶液进行洗涤、过滤，水洗至中性，然后在恒温干燥箱中干燥，制得铅离子吸附材料。

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种用于去除水体中铅离子的铅离子吸附材料以及制备方法。

技术背景

铅是一种有毒的重金属，铅污染对人体有着非常严重的危害。人体积累的铅过量会导致人体的神经系统、造血系统、消化系统以及生殖系统混乱，对于儿童的危害更为严重。正常人血铅含量为0.15mg/kg，而达到0.6～0.8mg/kg就造成铅中毒发生动脉内膜炎、血管痉挛、动脉硬化、神经机能障碍、绞痛、精神呆滞等现象(陈炳卿，孙长.食品污染与健康[M].北京：化学工业出版社，2002.155-160.)。铅污染主要来源于工业铅的冶炼，通过含铅废水和含铅盐废渣排放。含铅废水一方面污染地下水和水产品，一方面通过进入土壤或者通过生态循环、大气沉降来污染农作物，对人体产生影响。

吸附法是在重金属废水中加入吸附剂，利用离子螯合和络合作用吸附重金属离子，再通过两相分离达到净化目的的方法。活性炭具有丰富的表面官能团和疏松多孔的性质，比表面积较大，这使得其可作为一种优良的吸附剂来处理废水或土壤中的重金属，但由于其表面具有疏水性，所以对多数重金属亲和力较为差。活性炭或生物炭作为土壤修复添加剂时，易受化学和微生物作用导致活性炭或生物炭被矿化，重金属离子重新被释放。

为了在活性炭表面引入亲水性官能团，研究者通过不同的方法改性活性炭，这些方法包括利用硝酸或过氧化氢的湿式氧化改性(Qiao W,Korai Y,Mochida I,etal.Preparation of an activated carbon artifact:oxidative modification ofcoconut shell-based carbon to improve the Strength[J].Carbon,2002,40(3)；351-358.)和利用氧气或臭氧的气相氧化改性(Chiang H L,Chiang P C,Huang C R Ozonationof activated carbon and its effects on the adsorption of VOCs exemplified bymethylethylketone and benzene[J].Chemosphere,2002,47(3):267-275.)。然而，这些操作方法往往较为复杂，而且成本高昂，活性炭改性后产率也有所下降。此外，由于亲水性官能团是通过活性炭与改性试剂间强氧化作用生成，活性炭的质量在改性后出现明显下降，其之前微孔结构也遭到严重破坏。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够有效对水体中铅离子Pb(Ⅱ)进行吸附和去除的铅离子吸附材料及其制备方法。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<铅离子吸附材料的制备方法>