[发明专利]一种微米级重金属吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种微米级重金属吸附材料及其制备方法和应用，该微米级重金属吸附材料由以下方法制备：向7.5‑10mol/L氢氧化钾溶液中加入硅酸钾、偏铝酸钾以及丙撑基双[十二烷基二甲基氯化铵]，75~90℃，反应24‑36h；过滤，获得吸附材料，纯水洗涤至pH=7；干燥至恒重，即得。本发明的微米级重金属吸附材料制备方法简单，容易操作，所获得的重金属吸附材料为微米级材料，对重金属有很好的吸附能力。试验证实，制备的微米级重金属吸附材料对Pb²⁺吸附效果最好，36h处理的去除率达到90%以上，对Cu²⁺、Zn²⁺也具有很好的吸附去除效果。可见，该微米级重金属吸附材料在重金属污染处理中具有广泛的应用。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种微米级重金属吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

在中国专利申请CN107497404A中，公开了一种改性氧化石墨烯吸附材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯超声分散在无水N,N-二甲基甲酰胺中，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，反应；(2)将二苯基甲烷二异氰酸酯功能化氧化石墨烯与乙二胺四乙酸混合均匀，研磨，洗涤，再冷冻干燥，即得。本发明以异氰酸酯为桥接体，通过酰胺化与氨基甲酸酯化反应，制备复合材料；采用该方法制得的吸附剂既有多羧基官能团又有多羟基官能团，不仅对废水中的重金属离子具有优良的吸附性能，还能克服EDTA单独用于重金属去除时螯合物溶于水不能分离的缺陷。但是该材料制备过程较为复杂，且成本较高。

在中国专利申请CN107344094A中，公开了一种两性纤维素吸附材料及其制备方法，将两性纤维素与端羟基超支化聚合物改性后的魔芋混合，80-100℃匀速搅拌反应1-24h，用去离子水反复洗涤、抽滤、干燥后得到两性纤维素吸附材料。本发明以两性纤维素为基材，与端羟基超支化聚合物改性后的魔芋进行反应，通过共价键、静电引力、氢键等相互作用力牢固结合，最终得到两性纤维素吸附材料。该复合材料具备绿色环保、可降解、机械性能好、组织结构规整、孔隙率高等诸多优点，对水体中的杂质、印染废水、带有正电荷或负电荷的污染物、重金属离子等均具有良好的吸附效果，在污水处理领域有重要的应用价值。但是该材料需要去离子水反复洗涤，过程较为繁琐。

在中国专利申请CN107469769A中，公开了一种磁性吸附材料的制备方法及其应用，首先将颗粒活性炭GAC进过酸洗、碱洗得到预处理后的GAC，再与Co(NO₃)2·6H₂O、Fe(NO₃)2·9H₂O和AgNO₃混合并加入去离子水溶解、搅拌，得到的混合物放入反应釜中进行水热反应，反应过后的产物经过滤、去离子水和乙醇洗涤至无色，得到的无色产物再经过干燥、高温煅烧，最后得到负载银钴铁氧化物的颗粒活性炭Ag-CoFe₂O₄-GAC；经过改性后的GAC不仅吸附性能有所提高，同时具有磁性性能，在处理含重金属废水时，经过吸附和磁分离，使得重金属从水体中去除，改性后的GAC作为一种新型磁性吸附材料，对废水中重金属的处理效果明显得到提高。但是该材料利用活性炭为主体材料，成本较高，不利于大规模运用。

在中国专利申请CN107469767A中，公开了一种处理含氰废水的二氧化硅/纳米二氧化钛/硅沸石复合材料及其应用。所述二氧化硅/纳米二氧化钛/硅沸石复合材料，其制备方法包括以下步骤：先将硅沸石与氢氧化钠溶液混合，加入孔结构调节剂，合成硅沸石凝胶，反应，过滤，洗涤，干燥，焙烧，得到硅沸石载体；再将硅沸石载体、纳米二氧化钛颗粒混合均匀，压成薄片，焙烧，硅胶浸泡，烘干，得到二氧化硅/纳米二氧化钛/硅沸石复合材料。本发明中游离氰及络合氰在纳米二氧化钛的催化作用下分解，变成无毒的物质，锌、铜重金属则被吸附到材料表面，实现了对含氰废水中氰的有效降解和对重金属离子的有效吸附。但是该材料制备步骤较多，繁琐，合成成本较高。