[发明专利]复合吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种复合吸附剂及其制备方法与应用。所述复合吸附剂包括吸附性载体，在所述吸附性载体表面还结合有硫化钼‑碳复合物。所述复合吸附剂通过吸附性载体、硫化钼‑碳复合物之间以及硫化钼与碳之间的协同作用，赋予所述复合吸附剂优异的吸附特性，而且结构稳定，而且降低了成本，而且所述复合吸附剂制备方法能够保证制备的复合吸附剂性能稳定，而且效率高。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，尤其涉及一种复合吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着经济不断发展，人们生活条件虽然不断改善，但同时也带来了环境的污染。如铅是一种常见的重金属污染物，通常来源于印染、电池制造、冶金等行业。铅除了对环境造成污染外，还对人体健康有着巨大的威胁。据报道，铅可以对人体的神经系统、血液循环系统、免疫系统、生殖系统等造成损害。由于铅对环境和人体健康的巨大威胁，铅的去除受到科学界的广泛关注。目前，水体中铅离子常见的去除方法包括吸附法、化学沉积法、电沉积法、离子交换法、膜分离法等。

其中，化学沉积法是一种传统的大规模除去铅离子的方法；其作用原理是通过加入碱性物质，如氢氧化钠、氢氧化钙，通过调整体系中的pH值，实现铅离子的沉淀，从而达到去除铅离子的目的；然而该方法的缺点是，处理后水体pH值显著升高，从而导致其难以直接排放；此外，该方法处理后，需对产生的含水沉淀污泥进行二次处理。电沉积法即利用电化学的方法，将溶液中铅离子还原成单质；该方法通常用于冶金废水处理以及电子器件行业中铅的回收；其缺点是投资规模大，且能耗高。离子交换法即利用材料中的阳离子与溶液中铅离子进行交换，从而实现对铅的去除；该方法通常采用有机树脂作为材料，其交换容量有限，只适合用于处理低浓度的含铅废水。此外，树脂容易被有机物污染，且对pH敏感，因此其应用范围受到很大的限制。膜分离法即利用特殊薄膜对液体中铅离子和水体进行分离的方法；其缺点是价格高，相对复杂的操作，膜的污染以及较低的渗透通量等。吸附法由于具有方法简便、高效以及成本低等优点，而被广泛应用于铅离子的去除中。

吸附法所用的吸附剂按种类来分，可以分为有机吸附剂和复合吸附剂。复合吸附剂由于稳定性较高而常被用于吸附毒性较大的污染物。其中，常用做复合吸附剂的材料包括碳材料、矿物黏土材料、金属氧化物等。

其中，碳材料目前常用的有活性炭、生物碳、矿物材料等材料。这些碳材料通常具有比表面积大、价格便宜等优点；然而，由于这些碳材料不具备对特定金属离子进行选择性吸附的功能，导致其难以在复杂的体系中进行特定重金属的去除。

硫化钼是金属硫化物中的一种过渡金属硫化物，具有二维层状结构。每个硫化钼单层由硫-钼-硫键组成，其层与层之间通过范德华力堆叠而成。与传统其他吸附剂相比，硫化钼除了具有较稳定的化学性质、大的比表面积等优点外，其表面含有丰富的含硫官能团，能与铅离子牢固的结合，从而实现对目标污染物选择性吸附的目的。然而，其相对较高的合成成本，限制了其应用范围。由于硫化钼独特的结构特性，近年来其被应用于重金属吸附领域。然而，由于其制备过程较为复杂，制备过程中材料结构容易团聚，制备成本高等缺点，使得其应用受到一定限制。

近年来，复合吸附剂材料的制备引起了广泛的关注。相对于单一的吸附剂材料而言，复合吸附剂材料可根据实际需求，对吸附剂材料进行结构调控和修饰，从而实现分散活性位点、降低成本、表面改性，进而达到提升材料性能的目的。但是在实际生产和应用中发现，目前复合吸附剂所含的吸附有效成分依然存在易团聚现象，而且吸附有效成分与其成分结合不牢固。另外，目前硫化钼及其复合物一般采用水热法进行制备，该合成水热法反应快、所得材料物相纯，高结晶度，低成本等优点，因而被广泛用于吸附剂复合材料制备过程中；但是由于合成过程中，所负载活性物质与载体常常由于反应过快、反应温度较高，而导致活性物质与载体不能很好的结合而产生团聚，严重影响复合吸附剂的吸附性能而受到一定限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种复合吸附剂及其制备方法，以解决现有硫化钼易团聚或含硫化钼复合吸附剂材料易团聚和结构不牢固的技术问题。