[发明专利]Cr(Ⅵ)吸附复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及Cr(Ⅵ)吸附复合材料的制备方法及应用，其特征在于，采用吡咯单体和辣木籽壳作为复合原料，以氯化铁为氧化剂，利用原位氧化聚合的方法制备，得到含有聚吡咯和辣木籽壳的Cr(Ⅵ)吸附复合材料；在制备过程中的每100ml复合水溶液中选择氯化铁作为氧化剂并设定其浓度为1.5g/L、用量为50mL；选择1ml吡咯单体和1g辣木籽壳作为复合原料；选择盐酸作为掺杂酸且浓度为6mol/L时加入10mL，经原位氧化聚合方法制得的Cr(Ⅵ)吸附复合材料对初始浓度为500mg/L且pH为1的含铬溶液吸附15min时，吸附效果最好。

技术领域

本发明涉及一种铬吸附剂材料，特别是一种Cr(Ⅵ)吸附复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

在科技化快速发展的今天，工业的发展也十分迅猛。而工业生产中常常会有大批的工业废水被排出。这些废水中含有不少例如氰化物的有毒有害物质；还有一些碱性物质和有机化合物；而重金属离子如砷、铅、铬、汞等也大量普遍存在于工业废水中。这些没有经过处理的含有重金属的废水一旦排放进环境中，不仅会对其造成重大的污染，还会残留在食物链中，通过多种途径进入体内，严重损害了健康，甚至危及生命。例如过量的铬具有十分强的毒性,且毒性大小与铬的价态有关,因为六价铬的某些性质强于三价铬使得它的毒性远远大于三价铬。铬可以进入人体的路径有很多，例如空气、饮用水或食物。相比于三价铬，胃肠道可以吸收大量六价铬，这些铬酸盐经过肺后在体内循环。六价铬可以轻易进入细胞，与细胞中的大分子结合，导致 DNA发生变化，最终细胞突变和癌变。

近年来对于如何降低废水中六价铬Cr(Ⅵ)的含量进行了大量的实验研究，例如桑枝粉、秸秆、甘蔗渣，花生壳等都可以当做用作 Cr(Ⅵ)的吸附剂，而且都获得了良好的吸附效果，有些已经开始推向市场。辣木籽是辣木树的种子，是一种含有多种营养成分的可直接食用的食物，在医学、科研、食品等方面均对其有研究。目前已有文献报道出辣木籽对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性，但以辣木籽壳作为生物吸附剂去处理废水中的Cr(Ⅵ)还未曾有研究。辣木籽壳中含有大量粗纤维，表面比较粗糙，结构疏松多孔，理论上有利于进行吸附。

聚吡咯，简称PPy，是一种性质稳定、环境友好的导电聚合物。这种半结晶的聚合物，是通过吡咯与吡咯间的偶联反应聚合而成。相邻的吡咯之间的排列形式有差别，所以两个吡咯经过排列组成一个单元，多个单元体构成了聚吡咯。聚吡咯常用的制备方法有电化学氧化法和化学氧化法。而化学氧化法因操作简单，仪器设备要求低，产率高被广泛应用。聚吡咯在传感器、医疗设施、吸附剂、防腐材料、电极材料等多种领域都有光明的市场应用前景。近年来有文献表明聚吡咯及其复合材料可以作为吸附剂，用于吸附有机污染物、染料废水以及水中一些重金属离子。在对重金属的吸附中，聚吡咯对Cr(Ⅵ)的吸附展现出十分优良的吸附性能。而聚吡咯与辣木籽壳进行复合对 Cr(Ⅵ)的吸附性能研究未见报道。

发明内容

本发明公开了一种Cr(Ⅵ)吸附复合材料的制备方法及应用，以达到将其作为吸附剂处理含铬废水中的Cr(Ⅵ)。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

Cr(Ⅵ)附复合材料的制备方法，其特殊之处在于，采用吡咯单体和辣木籽壳作为复合原料、以氯化铁为氧化剂，利用原位氧化聚合的方法制备，得到含有聚吡咯和辣木籽壳的Cr(Ⅵ)吸附复合材料；

具体步骤为：

在装有氯化铁的烧杯中，依次加入吡咯单体、辣木籽壳和掺杂酸，加水至100ml后的复合水溶液经搅拌、抽滤、洗涤，当滤液呈无色时将滤饼烘干至恒重并研磨成粉末状的复合材料，闭光干燥保存备用。

所述氯化铁的质量为50mL，浓度为1.5g/L-2.0g/L，优选1.5g/L；

所述吡咯单体的加入量为1ml；

所述辣木籽壳为80目的辣木籽壳粉，其加入量为0.8g-1.2g，优选1g；