[发明专利]一种负载纳米硒的海绵及其化学制备与应用

说明书

本发明公开了一种负载纳米硒的海绵及其化学制备与应用，所述负载纳米硒的海绵的制备方法为：将盐酸多巴胺分散于去离子水中，搅拌均匀，用恒温磁力搅拌器搅拌反应，反应一段时间后，烧杯内的溶液由无色变为棕色再变为黑色；在得到所述的聚多巴胺水溶液后，加入海绵后用恒温磁力搅拌器搅拌吸附完全，吸附一段时间后，溶液由黑色变为棕色。进一步，将亚硒酸钠分散于所述已加入海绵的聚多巴胺水溶液中，搅拌均匀，最后加入抗坏血酸，搅拌反应完全，用镊子取出，干燥，获得负载纳米硒的海绵。本发明方法是国内外首次应用吸附化学法制备负载纳米硒的海绵，用于去除大气中的汞蒸气，在Hg初始浓度为20000‑30000ng/m³时，该方法高效除汞效率为96％‑99％左右，节约成本。

技术领域

本发明涉及一种负载纳米硒的海绵及其制备方法，以及该负载纳米硒的海绵在去除大气中汞蒸气的应用。

背景技术

汞(Hg，又称水银)，是剧毒元素，对人体危害巨大。史上著名的日本水俣病事件就是因为Hg中毒造成的。因此Hg成为优先控制的剧毒污染物。

Hg被广泛应用于各行各业，如化学工业，电器工业，冶金铸造，医疗行业，军事工业等行业。在许多涉Hg行业车间，Hg蒸气浓度很高，现今还缺乏有效的方法减少涉汞行业车间往大气中排放汞蒸气，不可避免地产生汞蒸气污染，严重危害了大气环境和人类健康。

因此，迫切需要研发新型吸附剂以高效、长期稳定地减少高汞车间中的Hg蒸气排放，保护大气环境和人类健康。

硒(Se)与Hg有超强的亲和力，相互反应可以形成溶解度极低的HgSe，因此Se也被用来修复环境中的Hg污染。同样的Se可望高效的吸收大气中存在的气态汞。

本发明拟基于Se与Hg的超强亲和力，应用以海绵为载体的纳米Se附于排气管内部来减少汞蒸气的排放，以减少汞蒸气对大气的污染和对人类健康的侵害。

发明内容

本发明目的是提供一种利用化学合成负载纳米硒的海绵的方法及其减少高汞行业废气中汞蒸气排放的应用。

本发明采用的技术方案是：

一种负载纳米硒的海绵，所述负载纳米硒的海绵按以下方法制备：

(1)将盐酸多巴胺分散于去离子水中，搅拌均匀，恒温磁力搅拌反应完全，得到聚多巴胺水溶液，期间反应液由无色变为棕色再变为黑色；在得到所述的聚多巴胺水溶液后，加入海绵后恒温磁力搅拌吸附反应完全，反应液由黑色变为棕色，得到加入海绵的聚多巴胺水溶液；所述盐酸多巴胺用量以所述去离子水体积计为0.32-3.2g/L；所述海绵与聚多巴胺水溶液体积计为0.1-0.8dm³/L；

(2)将亚硒酸钠分散于步骤(1)得到的加入海绵的聚多巴胺水溶液中，搅拌均匀，加入抗坏血酸，搅拌反应完全，取出海绵，干燥，获得负载纳米硒的海绵，将所述负载纳米硒的海绵制成网状结构即为所述负载纳米硒的海绵过滤网；所述亚硒酸钠用量以所述的聚多巴胺水溶液体积计为0.001～0.02mol/L，所述抗坏血酸用量以所述的聚多巴胺溶液体积计为0.002～0.04mol/L。进一步，本发明所述海绵为三聚氰胺-甲醛海绵、聚酯海绵或聚醚海绵。

进一步，本发明所述海绵孔径为30-60ppi。

优选地，本发明所述盐酸多巴胺用量以所述的用于分散的水体积计为1.28g/L。

优选地，本发明所述海绵与聚多巴胺水溶液体积计为0.4dm³/L。

通常，本发明所述步骤(1)将盐酸多巴胺分散于去离子水中，搅拌均匀，恒温磁力搅拌反应时间为3～8小时；所述步骤(1)加入海绵后恒温磁力搅拌吸附反应时间为1～3小时，所述步骤(2)加入抗坏血酸，搅拌反应时间为1～2小时。