CN104888725A - 一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沸石30-50、铝溶胶3-4、聚乙烯吡咯烷酮0.4-1、脱乙酰壳聚糖15-20、阳离子聚丙烯酰胺0.1-0.3、氧化石墨烯8-10、钛白粉6-8、铸石粉2-4、去离子水适量；本发明的吸附剂对重金属的吸附效果优异，减少了对人体、土壤等的污染，保护了环境，且制备过程简单可控，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸附剂领域，具体涉及一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法。
背景技术
重金属不能被微生物降解，易被生物体摄取后在较高级的生物体内成千百倍地富集起来产生累积性中毒，同时，由于重金属污染具有隐蔽性、长期性和累积性的特点，其治理难度很大，是最难治理的污染物之一。尽管目前已研发了诸如传统化学沉淀法、螯合絮凝法、铁 氧体法、离子交换法、蒸发浓缩法、吸附法、膜分离法和电化学方法等多种处理方法，与其它处理方法相比，吸附法由于具有适用范围广、处理工艺简单、原材料来源广、成本较低、处理效果较好，因此具有更好的实用性和更广阔的应用前景。
沸石是一种多孔性骨架型硅铝酸盐分子筛，可作为离子交换剂、吸附分离剂、催化剂等。沸石骨架中微孔孔径由于孔穴的结晶性质使其分布非常均一，内部的孔穴对大小不同的分子可进行选择性吸附。沸石是一种强极性吸附剂，极易水分子等极性分子，由于自身硅铝比和孔径大小不同，对不同极性分子具有选择性，孔道内有可被交换的金属阳离子，对某些特定分子有特殊的吸附作用。在废气处理方面，沸石可以吸附废气中的二氧化硫和氮氧化物，但是其吸附量低，利用改性方法可以改变沸石的电性、孔径等，可以用来对不同分子特性和直径的气体进行吸附。壳聚糖是甲壳素脱除部分乙酰基的产物，壳聚糖具有生无可降解、毒性低的优点，它与氨基极易形成四级胺正离子，有弱碱性阴离子交换作用，不但对印染的废水能脱色，还对过渡金属离子有良好的螯合作用。壳聚糖是线型结构的高分子物质，在酸性溶液中会溶解，稳定性差，难以形成颗粒结构，用于传质分离过程时，平衡时间长，传质速率慢，在固定床层中作为吸附剂应用受到了一定的限制。本发明采用浸渍法将壳聚糖和改性沸石混合，制备的吸附剂表面凹凸不平，增强了吸附力度，而且微孔数量明显增加，孔融明显增大，比表面积提高，因此具有较强的吸附能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法，由下列重量份的原料制成：沸石30-50、铝溶胶3-4、聚乙烯吡咯烷酮0.4-1、脱乙酰壳聚糖15-20、阳离子聚丙烯酰胺0.1-0.3、氧化石墨烯8-10、钛白粉6-8、铸石粉2-4、去离子水适量；
本发明所述一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法，由以下具体步骤制成：
（1）将沸石用0.1mol/l盐酸溶液浸泡24h，过滤除去杂质，用去离子水将沸石洗涤至中性，干燥粉碎后和聚乙烯吡咯烷酮混合加热至300-500°C，得到多孔沸石，再将多孔沸石、阳离子聚丙烯酰胺和蒸馏水加到超声振荡器中超声20-40min，烘干后得到改性沸石备用；
（2）将氧化石墨烯加到2-3倍量的无水乙醇中，再加入钛白粉、铸石粉超声分散20-40min，烘干后在500-600°C下煅烧1-2小时，粉碎后和改性沸石、铝溶胶、去离子水混合搅拌均匀，加热至80-100°C，持续搅拌至变成糊状，停止加热，将混合物置入烘箱中于105°C下烘干备用；
（3）将脱乙酰壳聚糖用3-5倍量3%的醋酸溶液溶解，再将步骤（2）的混合物加到壳聚糖溶液中调成糊状，搅拌均匀后加到烘箱中于100°C下加热干燥，再研细过200目筛即得。
本发明的优点是：本发明采用沸石在高温下煅烧形成多孔结构，利用阳离子聚丙烯酰胺改性多孔沸石，在沸石表面形成带负电的胶体，增强了沸石本身的吸附性，并且加强了与壳聚糖的相容性，提高了复合吸附剂的微孔数量，增大孔容积使吸附剂具有较强的吸附能力，本发明的吸附剂对重金属的吸附效果优异，减少了对人体、土壤等的污染，保护了环境，且制备过程简单可控，值得推广。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法，由下列重量份（公斤）的原料制成：沸石45、铝溶胶3、聚乙烯吡咯烷酮0.7、脱乙酰壳聚糖19、阳离子聚丙烯酰胺0.2、氧化石墨烯8、钛白粉7、铸石粉3、去离子水适量；
本发明所述一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法，由以下具体步骤制成：
（1）将沸石用0.1mol/l盐酸溶液浸泡24h，过滤除去杂质，用去离子水将沸石洗涤至中性，干燥粉碎后和聚乙烯吡咯烷酮混合加热至450°C，得到多孔沸石，再将多孔沸石、阳离子聚丙烯酰胺和蒸馏水加到超声振荡器中超声30min，烘干后得到改性沸石备用；
（2）将氧化石墨烯加到3倍量的无水乙醇中，再加入钛白粉、铸石粉超声分散30min，烘干后在600°C下煅烧1小时，粉碎后和改性沸石、铝溶胶、去离子水混合搅拌均匀，加热至90°C，持续搅拌至变成糊状，停止加热，将混合物置入烘箱中于105°C下烘干备用；
（3）将脱乙酰壳聚糖用4倍量3%的醋酸溶液溶解，再将步骤（2）的混合物加到壳聚糖溶液中调成糊状，搅拌均匀后加到烘箱中于100°C下加热干燥，再研细过200目筛即得。
经测定，按本发明制备的吸附剂吸附容量为6.38mmol/g，对重金属的清除率达到63.4%。
Claims (2)
1.一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沸石30-50、铝溶胶3-4、聚乙烯吡咯烷酮0.4-1、脱乙酰壳聚糖15-20、阳离子聚丙烯酰胺0.1-0.3、氧化石墨烯8-10、钛白粉6-8、铸石粉2-4、去离子水适量。
2.根据权利要求1所述一种对重金属有吸附作用的吸附剂及其制备方法，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将沸石用0.1mol/l盐酸溶液浸泡24h，过滤除去杂质，用去离子水将沸石洗涤至中性，干燥粉碎后和聚乙烯吡咯烷酮混合加热至300-500°C，得到多孔沸石，再将多孔沸石、阳离子聚丙烯酰胺和蒸馏水加到超声振荡器中超声20-40min，烘干后得到改性沸石备用；
（2）将氧化石墨烯加到2-3倍量的无水乙醇中，再加入钛白粉、铸石粉超声分散20-40min，烘干后在500-600°C下煅烧1-2小时，粉碎后和改性沸石、铝溶胶、去离子水混合搅拌均匀，加热至80-100°C，持续搅拌至变成糊状，停止加热，将混合物置入烘箱中于105°C下烘干备用；
（3）将脱乙酰壳聚糖用3-5倍量3%的醋酸溶液溶解，再将步骤（2）的混合物加到壳聚糖溶液中调成糊状，搅拌均匀后加到烘箱中于100°C下加热干燥，再研细过200目筛即得。
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