CN102872830A

CN102872830A - 一种去除天然水体中钼离子的复合吸附材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102872830A
Application number: CN2012103418640A
Authority: CN
Inventors: 陈兴权; 雷春生; 米浩
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou University
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明公开了一种去除天然水体中钼离子的复合吸附材料及其制备方法，属于环境保护中水体净化处理领域。具体方法为：利用由壳聚糖负载在沸石上制得的新型复合吸附材料，去除天然水体中的钼离子。其中沸石属于常见材料，壳聚糖以虾蟹壳为原材料，通过化学处理，去除杂质，脱酰制得。本发明净化过程只要2～3h，处理后水中钼离子含量低于0.5mg/L。本发明具有成本低，吸附效率高，效果好等特点，处理后水中钼离子含量达到国家规定的饮用水水质标准，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

一种去除天然水体中钼离子的复合吸附材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种去除天然水体中钼离子的复合吸附材料及其制备方法，具体涉及利川儿聚糖负载沸石上制得的新型复个吸附材利去除天然水体中钼离。厂的方法，属于环境保扩中水体净化处理领域。

背景技术

J为人体及动植物必须的微量元素，为银白色金属，硬而坚韧，人体各种组织都含川，成人体内总量为9mg，肝、肾中含量最高。是一种过渡元素,极易改变其氧化状态，在体内的氧化还原反应十起着传递电子的作用。在氧化的形式下，很可能是处于+6价状态。虽然在电子转移期间它也很可能首先还原为+5价状态，但是在还原后的酶中也曾发现过钼的其他氧化状念。钼是黄嘌吟氧化酶/脱氢酶、醛氧化酶和亚硫酸盐氧化酶的组成成分，从而确知其为人体及动植物必需的微量元素。钏主要用于钢铁工业，其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁，少部分熔炼成钼铁后再用于炼钢。钼也有着一些危害，当误食或锡吸入钼，对眼睛、皮肤有刺激作刚；部分接触者会出现尘肺病变，有自觉呼吸困难、全身疲惫、头晕、胸痛、咳嗽等。

中国队与Mo的环境标准有：l、车间空气中有害物质的最高容许浓度4mg/³(可溶性化合物)、6mg/m³(不溶性化合物)；2、地下水质量标准(mg/L)I类0.001；II类0.01；III类0.1：lV类0.5：V类>0.5；3、饮用水源水中有害物质的最高容许浓忮0.5mg/L。

目前应对铜离子的方法主要是离于交换吸附法，陔方法是利用在槽式搅拌反应器中用大孔阴离子交换树脂与含钼离子溶液接触而吸附钼离子，吸附后的树脂，加入解吸剂进行解吸。

近年来，人们进‘少研究改进离r交换法处理钼离子的同时，逐渐转向生物法，十物法具有高效、节能、环境友好等优点，成为从天然水体中去除钼离子的一个新的选择，并将逐渐替代常处理方法。生物吸附技术以其具有吸附容量大、选择性强、效率高、消耗少，能有效处理含低浓度钼离子的天然水体等诸多优点吸引了众多研究人员的目光。

本发明为获得一种价格低廉、吸附能力强的非活体生物吸附剂，提供了一中利用沸石负责着壳聚糖制得的复合吸附材料来去除天然水体中钼离子的方法，实现了保护了环境，拓宽了废水生物处理过程吸附剂的选择范围，实现了废弃物的资源化，具有良好的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种去除大然水体中钼离子的复合吸附材料深度处理含钼离子的天然水体的方法。本发明具有吸附效率高，操作简单方便，成本低，处理过程无一次污染等特点，充分利用了生产废弃物，达到水体净化处理的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

(1)取新鲜的虾蟹壳，除上肉质和杂质，水洗干净；

(2)将洗净的新鲜虾蟹壳浸入含质量浓度为5％的HCI水溶液中，每4小时搅一次，如此浸泡24～36h，浸酸完毕后用燕馏水洗至中性；

(3)浸酸后的虾蟹壳仍含有少量的蛋白质、脂肪、色素等其他杂质，需进行碱煮去杂，将浸酸后的虾壳放入质量浓度为6％～8％的NaOH溶液中，并煮沸60min～70min，用蒸馏水洗至中性；

(4)将卜述(3)所得物质在温度为60℃～70℃烘十，即得甲壳素：

(5)取一只烧杯，加入甲壳素5g～10g，再加入100mL质量浓度为40％～60％的NaOH溶液，煮沸并保持沸腾状态1OOmin～120min；

(6)反应完毕取出，刚蒸馏水洗至中性，再用质量浓度为20％～30％的乙醇溶液洗涤，洗涤后在温度为70℃～80℃烘1‘，即得壳聚糖：

(7)取沸石、壳聚糖，分别研磨成粉末：

(8)将壳聚糖与沸石粉末按照1：2的质量比加入质量浓渡为l0％～20％的NaOH溶液中浸泡30min～40min，然后过滤用蒸馏水洗涤个十性，在温度为100℃～l20℃烘干，即得新型复个吸附材料。

本发明一中去除天然水休中钼离子的复合吸附材料，具有巨大的比表面积，丰富的孔隙；且壳聚糖以及沸石对钼离子等阳离子具有很强的吸附性，且沸石内部含有大量空隙，大大提高了复合吸附材料的吸附量。

本发明的吸附原理为：

壳聚糖的一个显著特性是吸附能力。许多低分子量的材料，比如金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等，都可被壳聚糖吸附。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，且沸石内部充满了孔穴和通道，由壳聚糖和沸石制得的复合吸附材料能大量吸附。

具八体方法为；以1g/L投放量将新型复合吸附材利放入温度为0℃～35℃初始浓度为5mg/L～10mg/L的含钼离子的天然水体中，搅拌，吸附2～3h，吸附初始pH值为6.0～7.0：吸附后滤除吸附剂，即得干净的几乎不含离子的水体。

使用本发明的有益效果：

(1)本发明所选原料均属常见材料，制作简单，价格低廉，可以大量制造：

(2)本发明处理后的水体含钼离子量极低，不会对人体造成健康危害，且吸附过程中不会产生新的污染物质；

（3)本发明吸附材料在使用过后可以通过简单的化学处理，刚收钼离子。

具体实施方式

本发明采用的技术方案如下：

(1)取新鲜的虾蟹壳，除去肉质和杂质，水洗十净；

(2)将洗净的新鲜虾蟹壳浸入含质量浓度为5％的HCI水溶液中，每隔4小时搅拌一次，如此浸泡24～36h，浸酸完毕后用蒸馏水洗至中性：

(3)浸酸后的虾蟹仍含有少量的蛋白质、脂肪、色素等北他杂质，需进行碱煮去杂，将浸酸后的虾蟹壳放入质量浓度为6％～8％的NaOH溶液中，并煮沸60min～70min，用蒸馏水洗质中性：

(4)将上述(3)所得物质在浓度为60℃～70℃烘干，即得甲壳素：

(5)取一只烧杯，加入甲壳素5g～10g,再加入100mL质量浓度为40％～60％的NaOH溶液，煮沸并保持沸腾状态1OOmin～120min；

(6)反应完毕取出，用蒸馏水洗至中性，再用质量浓度为20％～30％的乙醇溶液洗涤，洗涤后在温度为70℃～80℃烘干，即得克聚糖：

(7)取沸石、壳聚糖，分别研磨成粉末；

(8)将儿聚糖与沸石粉末按照l;2的质量比加入质量浓度为10％～20％的NaOH溶液中浸泡30min～40min，然后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在温度为100℃～120℃烘干，即得新型复合吸附材料。

以下用3个实施例再详细说明本发明：

实例l

取新鲜虾蟹壳，除去肉质和杂质，水洗干净：将洗净的新鲜虾蟹壳浸入含质量浓度为5％的HCI水溶液中，每隔4小时搅拌一次，如此浸泡24h，浸酸完毕后用蒸馏水洗至中性：浸酸后的虾蟹壳仍含有少量的蛋白质、脂肪、色素等其他杂质，需进行碱煮去杂，将浸酸后的虾蟹壳放入质量浓度为6％的NaOH溶液中，并煮沸60min，用蒸馏水洗至中性：将上述所得物质在温度为60℃烘厂，即得甲壳素：取一只烧杯，加入甲壳素5g，再加入100mL质量浓度为40％的NaOH溶液，煮沸并保持沸腾状态100min：反应完半取出，用蒸馏水洗至中性再用质量浓度儿20％的乙醇溶液洗涤，洗涤后在温度为70℃烘干，即得壳聚糖；取沸石、壳聚糖，分别研磨成粉末：将壳聚糖与沸石粉末按照1：2的质量比加入质量浓度为10％的NaOH溶液中浸泡30min，然后过滤川燕馏水洗涤至中性，在温度为100℃烘干，即得新型复合吸附材料。

将0.5g陔吸附材料放入体积为500mL浓度为5mg/L含有钼离子的天然水中，调节pH儿6.0～7.0，吸附2个小时，吸附后钼离子含量低于0.5mg/L。

实例2

取新鲜的虾蟹壳，除去肉质和杂质，水洗干净：将洗净的新鲜虾蟹壳浸入含质量浓度为5％的HCl水溶液中，每隔4小时搅拌一次，如此浸泡24，浸酸完毕后用蒸馏水洗至中性：浸酸后的虾蟹壳仍含有少量的蛋白质、脂肪、色素索等具他杂质，需进行碱煮去杂，将浸酸后的虾蟹壳放入质量浓度为7％的NaOH溶液中，并煮沸60min，用蒸馏水洗至中性；将上述所得物质在温度副为60℃烘干，即得甲壳素：取一只烧杯，加入8g，再加入100mL质量浓度为50％的NaOH溶液，煮沸开保持沸腾状态100min；反应完毕取出，用燕馏水洗下中性，再用质量浓度为25％的乙醇溶液洗涤，洗涤后在温度为70℃烘干，即得壳聚糖：取沸石、壳聚糖，分别研磨成粉末；将壳聚糖与沸石粉木按照1∶2的质量比加入质量浓度为15％的NaOH溶液中浸泡30min，然后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在温度为100℃烘干，即的新型复合吸附材料。

将0.5g该吸附材料放入体积为500mL浓度为8mg/L含有钼离子的大然水中，调节pH为6.0～7.0，吸附2个小时，吸附后钼离子含量低于0.5mg/L。

实例3

取新蛘的虾蟹壳，除去肉质和杂质，水洗干净：将洗净的新鲜虾蟹壳进入含质量浓度为5％的HCI水溶液中，每隔4小时搅拌一次，如此浸泡36h，浸酸完毕后用蒸馏水洗至中性；浸酸后的虾蟹壳仍含有少量的蛋白质、脂肪、色素等其他杂质，需进行碱煮去杂，将浸酸后的虾蟹壳放入质量浓度为8％的NaOH溶液中，并煮沸60min，用蒸馏水洗至中性：将卜述所得物质在温度为60℃C烘十，即得甲壳素；取一只烧杯，加入甲壳素10g，再加入l00mL，质量浓度为60％的NaOH溶液，煮沸并保持沸腾状态120rain；反应完毕取出，用蒸馏水洗至中性，再用质量浓度30％的乙酢溶液洗涤，洗涤后在温度为70℃烘干，即得壳聚糖：取沸石、壳聚糖，分别研磨成粉末：将壳聚糖与沸石粉末按照1：2的质量比加入质量浓度为20％的NaOH溶液中浸泡30rnin，然后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在温度为100℃烘干，即得新型复合吸附材料。

将0.5g该吸附材料放入体积500mL浓度为10mg/L含有钼离子的天然水中，调节pH为6.0～7.0，吸附2个小时，吸附后钼离子含量低于0.5mg/L。

Claims

1.一种去除天然水体中钼离子的复合吸附材料，其特征在于：该吸附材料由壳聚糖负责在沸石上制得。

2.根据权利要求1所述的一种去除天然水体中钼离子的复合吸附材料制备方法，其特征在于壳聚糖的制备方法为：

(1)取新鲜的虾蟹壳，除去肉质和杂质，水洗干净；

(2)将洗净的新鲜虾蟹壳浸入含质量浓度为5％的HCl水溶液中，每隔4小时搅拌一次，如此浸泡24～36h，浸酸完毕后用蒸馏水洗至中性；

(3)浸酸后的虾蟹壳仍含有少量的蛋白质、脂肪、色素等其他杂质，需进行碱煮去杂，将浸酸后的虾蟹壳放入质量浓度为6％～8％的NaOH溶液中，并煮沸60min～70min，用蒸馏水洗至中性；

(4)将上述(3)所得物质在温度为60℃～70℃烘干，即得甲壳素；

(5)取一只烧杯，加入甲壳素5g～10g，再加入100mL质量浓度为40％～60％的NaOH溶液，煮沸并保持沸腾状态100min～120min；

(6)反应完毕取出，用蒸馏水洗至中性，再用质量浓度为20％～30％的乙醇溶液洗涤，洗涤后在温度为70℃～80℃烘干，即得壳聚糖。

3.根据权利要求1所述的一种去除天然水体中钼离子的复合吸附材料制备方法，其特征在于壳聚糖负责在沸石上的制备方法为：

(1)取沸石、壳聚糖，分别研磨成粉末；

(2)将壳聚糖与沸石粉末按照1∶2的质量比加入质量浓度为10％～20％的NaOH溶液中浸泡30min～40min，然后过滤用蒸馏水洗涤至中性，在温度100℃～120℃烘干，即得新型复合吸附材料。