[发明专利]一种Hg(II)整体式吸附材料及除去水中Hg(II)的方法

说明书

本发明提供一种Hg(II)整体式吸附材料，在含有羟基的混合纤维制成的滤纸上原位生长的ZIF‑8纳米粒子后在ZIF‑8孔道内原位生长ZnS得到的整体式吸附材料ZnS‑ZIF‑8，其具有吸附速度快、容量大、净化能力高和便于回收利用的优点。

技术领域

本发明属于涉及一种Hg(II)整体式吸附材料及除去水中Hg(II)的方法。

背景技术

因为水污染状况复杂、波及面广和涉及量大的特点，现已成为全球性的环境问题。在水污染的众多污染源中，重金属为最常见的污染物之一，高毒性和潜在蓄积作用对所有生物体都具有潜在危害，并且其能通过食物链进行生物蓄积，所以对环境和公众健康构成严重的威胁。随着人们生活水平的快速提高，从受污染的废水中去除这些重金属已成为全球关注的焦点。

Hg(II)是一种危害性很强的重金属离子，汞在体内的累积特性及其对周围自然环境的毒性作用，即使在非常低的浓度下，在自然界中也是极其危险的。因此，含汞废水的净化已受到世界各国的高度重视。化学沉淀法、吸附法、离子交换法、电化学处理和膜过滤等技术已被用于处理含汞废水，其中吸附法因其操作简单、净化效率高、经济实惠等优点已经成为含汞废水净化处理常用的方法。目前多数吸附材料吸附容量有限、材料不易回收与再生，限制了其广泛的应用。吸附柱中填充的吸附材料由于阻力的存在，也在一定程度上降低了净化效果。

将功能优异的吸附材料与具有整体式结构材料(Monolith)相结合是制备具有实用性材料的理想策略，已被广泛应用于诸多领域。滤纸具有整体式结构特点，通常由含有羟基的混合纤维组成，羧基化后可与ZIF-8进行键合，通过在滤纸的纤维表面上生长ZIF-8纳米粒子来构建ZIF-8复合材料，所得到的复合材料显示了对有机染料的选择性净化能力。还有报道，采用原位水热处理法制备了ZIF-8基聚丙烯腈纤维过滤器，该复合材料具有较高的对核素U(VI)的吸附性能。

因此，开发一种能在短时间内从废水中净化汞离子Hg(II)的整体式且容易再生的吸附材料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种Hg(II)整体式吸附材料，在含有羟基的混合纤维制成的滤纸上原位生长的ZIF-8纳米粒子后在ZIF-8孔道内原位生长ZnS得到的整体式吸附材料ZnS-ZIF-8，其具有吸附速度快、容量大、净化能力高和便于回收利用的优点。

本发明的另一个目的是提供一种除去水中Hg(II)的方法，具有吸附时间短、效率高、步骤简单和回收成本低的优势。具体技术方案如下，步骤为：

a、将表面有可以生长ZIF-8的位点的滤纸，浸入到2-甲基咪唑和硝酸锌的混合溶液中，室温下静置后取出得到生长有ZIF-8纳米粒子的滤纸，干燥后再用甲醇进行冲洗，最后在70-80℃下干燥后，得到负载ZIF-8滤纸；

b、将上述步骤a得到的负载ZIF-8滤纸，浸入到硫代乙酰胺(TAA)的乙醇溶液中，在40-45℃水热反应5-6h后，75-80℃下干燥5-10h后，获得整体式吸附材料ZnS-ZIF-8；

c、将步骤b中得到的整体式吸附材料ZnS-ZIF-8置于含有Hg(II)的水中，pH为4-7的条件下饱和吸附后取出。

进一步的：所述的2-甲基咪唑和硝酸锌物质的量比为60：1-100：1；

进一步的，所述的硫代乙酰胺的乙醇溶液浓度为0.2-0.6mol/L。

进一步的，所述的2-甲基咪唑和硝酸锌物质的量的比为80：1；

进一步的，步骤c中所述的pH为5-7。

进一步的，所述的除去水中Hg(II)的方法还包括步骤d、将步骤c中有HgS的饱和吸附后的吸附材料置于Na₂S溶液中再生长合成整体式吸附材料ZnS-ZIF-8。

本发明的有益效果如下：