[发明专利]一种含羟基的粉煤灰基吸附材料的制备方法及其应用于镍污染治理

说明书

一种含羟基的粉煤灰基吸附材料的制备方法及其应用于镍污染治理，属于粉煤灰基吸附材料技术领域，可解决现有对镍的处理效果不理想以及粉煤灰造成的环境污染的问题，制备方法如下：将丙烯酸、二乙醇胺和乙二醇混合均匀后，加入浓硫酸，加热回流；将所得溶液中和后，加入丙烯酰胺，混合均匀，在室温下通入氮气，再加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵反应；上述溶液中加入粉煤灰，不断搅拌，继续反应；将所得混合物水洗、干燥，即制得粉煤灰基吸附材料。本发明中使用的粉煤灰是一种固体废弃物，来源广泛，本法既可以变废为宝，综合利用废弃物粉煤灰降低环境污染，又可去除水中污染物Ni²⁺，有效解决重金属镍污染问题。

技术领域

本发明属于粉煤灰基吸附材料技术领域，具体涉及一种含羟基的粉煤灰基吸附材料的制备方法及其应用于镍污染治理。

背景技术

镍在地壳中的平均丰度为75ppm，在微量元素中是含量比较丰富的元素。全世界每年镍的迁移状况是：岩石风化量为320000吨，河流输送量为19000吨，开采量为560000吨，矿物燃料燃烧排放5600吨。目前，认为镍对环境只是一种潜在的危害物。工业上大部分镍用于制造不锈钢和抗腐蚀合金，并广泛用于镀镍、铸币、制造催化剂和玻璃陶瓷等。

镀镍工业、机器制造业、金属加工业的废水中常含有镍，常用碱法处理，使其生成氢氧化镍(Ni(OH)₂)沉淀而清除掉。镍可在土壤中富集，含镍的大气颗粒物沉降、含镍废水灌溉、动植物残体腐烂、岩石风化等都是土壤中镍的来源。植物生长会吸收土壤中的镍。镍含量最高的植物是绿色蔬菜和烟草，可达1.5-3ppm。镍对水稻产生毒性的临界浓度是20ppm。我国规定车间空气中羰基镍的最高容许浓度为0.001mg/m³，地面水中镍的最高容许浓度为0.5mg/L。

粉煤灰是火力发电厂排放量最大的一种固体工业废弃物之一，对环境造成了严重污染。据统计，我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成分别为：SiO₂、Al₂O₃、TFeO(FeO+Fe₂O₃)、CaO、TiO₂、MgO、K₂O、Na₂O、SO₃、MnO等，其中SiO₂、Al₂O₃、TFeO(FeO+Fe₂O₃)、CaO四种组分所占比例近90%。这些元素的存在，使粉煤灰既具有较大的表面积，又易于进行嫁接改性。利用粉煤灰结构上的这两个优势，来进行改性，制备高选择性的吸附材料，不仅可以降低镍污染，而且可以将粉煤灰进行资源化利用，降低环境污染。因此，本发明提供一种粉煤灰基吸附材料的制备方法，以及其去除水中Ni²⁺的应用方法，在去除水中Ni²⁺方面取得了优异的性能。

发明内容

本发明针对现有对镍的处理效果不理想以及粉煤灰造成的环境污染的问题，提供一种含羟基的粉煤灰基吸附材料的制备方法及其应用于镍污染治理。

本发明采用如下技术方案：

一种含羟基的粉煤灰基吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将丙烯酸、二乙醇胺和乙二醇按比例混合均匀后，加入浓硫酸，加热回流3-6h，得到混合溶液A；

第二步，将第一步所得混合溶液A中和后，按比例加入丙烯酰胺，混合均匀后，在25℃条件下，通入氮气，按比例加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵，在20-40℃下，反应5-10h，得到混合溶液B；

第三步，向混合溶液B中，按比例加入粉煤灰，搅拌条件下，30-80℃下反应1-8h，得到混合物；

第四步，将所得混合物水洗，干燥后，即得到含羟基粉煤灰基吸附材料。