CN103723788B - 锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物对重金属离子的吸附方法 - Google Patents

锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物对重金属离子的吸附方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物对重金属离子的吸附方法，在25℃，pH≈10，C0(Ni2+)=20mg/L的条件下，加入锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物吸附剂，吸附剂与含重金属废水的质量比为1:400～600，在混合20h后，取混合液，高速离心并磁分离后取上层清液。使吸附剂和含重金属废水充分接触后，在磁性条件下使吸附剂和废水分离。本发明提供了一种锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物的应用；该纳米材料用作重金属吸附剂。本发明重金属吸附剂在重金属废水处理方面有优异的性能。

Description

锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物对重金属离子的吸附方法
技术领域
本发明涉及一种重金属吸附剂的应用。
背景技术
随着经济的发展，工业用水成倍增加，废污水的排放量大大幅增加。工业废水，特别是表面处理废水，涉及到各种重金属离子，水质复杂，毒性较大，有些还含有致癌、致畸、致突变的剧毒物质，严重威胁着生态系统和人类身体健康，对人类危害极大。重金属离子，特别是极微量重金属离子（比如汞离子、铅离子、镉离子、砷离子）的污染，已经引起极大重视。
国内外传统的废水中重金属离子处理的方法主要有：离子交换法、不溶性复合物法、空气浮选法、化学沉降法以及吸附法。其中，非金属矿物材料的吸附法以其材料来源广、价廉、节能和吸附去除率高等优点，成为了最有前景的处理方法。但常规非金属矿物吸附剂受限于其低吸附率、低稳定性、不能重复使用的缺点，实际可使用范围不够广泛。具有更高负载率和更强吸附能力的新型吸附剂具有更广泛的应用前景。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的旨在一种对重金属离子具有良好吸附效果的纳米吸附剂的应用。
本发明的技术方案为：一种锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物对重金属离子的吸附方法，将含有Ni2+的废水预处理使Ni2+浓度低于20mg/L，在碱性条件下加入锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物的吸附剂。在25℃，pH≈10，C0(Ni2+)=20mg/L的条件下，加入锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物吸附剂，吸附剂与含重金属废水的质量比为1：400～600，在混合20h后使吸附剂和含重金属废水充分接触，充分接触可以使用吸附槽，在吸附槽中对吸附剂和废水采用气力搅拌的方式使其充分接触。电磁吸附：在磁性条件下使吸附剂和废水分离，取混合液，高速离心并磁分离后取上层清液。吸附剂重复使用一定的次数后，取出吸附剂，用稀盐酸清洗，吸附剂经洗涤脱附后可重复使用。所述重金属包括镍、铅、镉、汞、铬中的一种或几种。
废水经吸附剂处理后，能够达到废水排放标准。
附图说明
图1.氧化石墨烯对不同初始Ni2+浓度对吸附效果影响图。
图2.氧化石墨烯吸附Ni2+的拟合等温吸附曲线图。
图3.石墨烯吸附重金属废水工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
1、本发明的目的旨在一种对重金属离子具有良好吸附效果的纳米吸附剂的应用。
2、本发明不但充分利用氧化石墨烯独特的电学性能、力学性能、热性能、高比表面积和高吸附量，且将β-巯基乙胺（MEA）的巯基官能团嫁接到吸附材料上，所得到的重金属吸附剂对重金属离子有很好的吸附效果。
3、在25℃，pH≈10，C0(Ni2+)=20mg/L的条件下，加入锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物吸附剂（与重金属的比为1：400～600），在混合20h后，取混合液，高速离心并磁分离后取上层清液。
4、吸附剂对Ni2+的吸附量达150mg/g以上，出水深度可低于0.5mg/L，达到相应的排放标准。
以上实施例只是对于本发明的部分功能进行描述，但实施例和附图并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
表1.氧化石墨烯对不同初始Ni2+浓度样品的吸附效果表。
样品编号 W（mg） V(mL) C0(mg/L) C(mg/L) 吸附量Q(mg/g) 吸附率q
1 1.5 10 2 0.156 12.29 0.922
2 1.5 10 5 0.268 31.55 0.946
3 1.5 10 10 0.513 63.25 0.949
4 1.5 10 15 0.702 95.32 0.953
5 1.5 10 20 0.952 126.99 0.952
6 1.5 10 25 1.713 155.25 0.932
7 1.5 10 30 3.269 178.21 0.891
8 1.5 10 50 16.396 224.03 0.672

Claims (1)

1.一种锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物对重金属离子的吸附方法，其特征在于：将含有Ni2+的废水预处理使Ni2+浓度低于20mg/L，在碱性条件下加入锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物的吸附剂，使吸附剂和含重金属废水充分接触后，在磁性条件下使吸附剂和废水分离；吸附剂重复使用一定的次数后，取出吸附剂，用稀盐酸清洗，吸附剂经洗涤脱附后重复使用；
在25℃，pH≈10，C0(Ni2+)＝20mg/L的条件下，加入锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物吸附剂，吸附剂与含重金属废水的质量比为1：400～600，在混合20h后，取混合液，高速离心并磁分离后取上层清液；
充分接触使用吸附槽，在吸附槽中对吸附剂和废水采用气力搅拌的方式使其充分接触；
吸附剂对Ni2+的吸附量达150mg/g以上，出水浓度低于0.5mg/L；
废水中含的重金属包括铅或铬。
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