CN106693916A - 一种利用伊利石制备的重金属吸附剂及方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用伊利石制备的重金属吸附剂及方法和应用，该吸附剂由以下按照重量份的原料组成：伊利石25‑33份、橙花醇1‑5份、反丁烯二酸11‑19份、羟丙基瓜尔豆胶3‑7份。将伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨，再加入反丁烯二酸溶液加热密封搅拌处理，降温超声处理，然后滴加橙花醇溶液加热搅拌、高温煅烧即得。本发明制得的吸附剂，具有更广的pH值应用范围，在酸性条件性下同样具有极高的重金属吸附容量。本发明制备方法简单，降低了吸附剂的制备及后续的应用成本，而且原料来源广泛，保障了大量吸附剂制备的前提条件，无二次污染，重金属回收容易，适于工业化生产。

Description

一种利用伊利石制备的重金属吸附剂及方法和应用
技术领域
本发明涉及环保材料技术领域，具体是一种利用伊利石制备的重金属吸附剂及方法和应用。
背景技术
水是人类赖以生存资源之一，它与社会的可持续发展息息相关。如今，人类对环境的肆意破坏严重影响地球自然的生态系统，以铅、镉和镍为代表的重金属/类重金属水污染情况尤为突出。目前水中重金属的去除方法主要有化学沉淀法、电浮选法、离子交换法、膜分离法和吸附法，其中吸附法由于其具有见效快、可再生回收、二次污染几率低等优点而备受重视。但是现有的吸附法去除效果不佳，并且现有的吸附剂，成本较高，会产生二次污染，难推广等缺陷。因此，很有必要在现有技术的基础上，研究开发一种经济、高效、环保的重金属的高效吸附剂。现有吸附剂较多采用活性炭、ZSM-5等材料，伊利石由于其自身的结构局限使其极少被采用或与其它吸附效果极好的材料复配使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用伊利石制备的重金属吸附剂及方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用伊利石制备的重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：伊利石25-33份、橙花醇1-5份、反丁烯二酸11-19份、羟丙基瓜尔豆胶3-7份。
作为本发明进一步的方案：所述利用伊利石制备的重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：伊利石27-31份、橙花醇2-4份、反丁烯二酸13-17份、羟丙基瓜尔豆胶4-6份。
作为本发明进一步的方案：所述利用伊利石制备的重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：伊利石29份、橙花醇3份、反丁烯二酸15份、羟丙基瓜尔豆胶5份。
本发明另一目的是提供一种利用伊利石制备重金属吸附剂的方法，由以下步骤组成：
1)将反丁烯二酸与其质量4.2倍的去离子水混合，制得反丁烯二酸溶液；将橙花醇与其质量1.2倍的乙醇混合，制得橙花醇溶液；
2)将伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨、过120目筛，再加入反丁烯二酸溶液，然后升温至132℃并在该温度下密封搅拌处理35min，再降至70℃并在该温度下超声处理23min，超声功率为700W，然后滴加橙花醇溶液，滴加完后再在82℃的温度下搅拌83min，然后在100-103℃的温度下搅拌至干，再在400℃的温度下煅烧3.3h即得吸附剂。
本发明另一目的是提供所述吸附剂在重金属污水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨，再利用反丁烯二酸密封加热、超声处理、滴加橙花醇加热处理、高温煅烧等步骤制得的吸附剂，具有更广的pH值应用范围，在酸性条件性下同样具有极高的重金属吸附容量。本发明制备方法简单，降低了吸附剂的制备及后续的应用成本，而且原料来源广泛，保障了大量吸附剂制备的前提条件，伊利石与其它原料混合处理后的产品收率高，无二次污染，吸附去除效率高，重金属回收容易，适于工业化生产，对水源重金属污染具有很好的治理作用。本发明使用后酸处理即可回收重金属，再450℃高温煅烧即可再生，可重复利用次数高达10次以上，经试验，重复使用10次后吸附剂的吸附容量为首次吸附的90％以上。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种利用伊利石制备的重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：伊利石25份、橙花醇1份、反丁烯二酸11份、羟丙基瓜尔豆胶3份。
将反丁烯二酸与其质量4.2倍的去离子水混合，制得反丁烯二酸溶液；将橙花醇与其质量1.2倍的乙醇混合，制得橙花醇溶液。将伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨、过120目筛，再加入反丁烯二酸溶液，然后升温至132℃并在该温度下密封搅拌处理35min，再降至70℃并在该温度下超声处理23min，超声功率为700W，然后滴加橙花醇溶液，滴加完后再在82℃的温度下搅拌83min，然后在100℃的温度下搅拌至干，再在400℃的温度下煅烧3.3h即得吸附剂。
实施例2
本发明实施例中，一种利用伊利石制备的重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：伊利石33份、橙花醇5份、反丁烯二酸19份、羟丙基瓜尔豆胶7份。
将反丁烯二酸与其质量4.2倍的去离子水混合，制得反丁烯二酸溶液；将橙花醇与其质量1.2倍的乙醇混合，制得橙花醇溶液。将伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨、过120目筛，再加入反丁烯二酸溶液，然后升温至132℃并在该温度下密封搅拌处理35min，再降至70℃并在该温度下超声处理23min，超声功率为700W，然后滴加橙花醇溶液，滴加完后再在82℃的温度下搅拌83min，然后在103℃的温度下搅拌至干，再在400℃的温度下煅烧3.3h即得吸附剂。
实施例3
本发明实施例中，一种利用伊利石制备的重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：伊利石27份、橙花醇2份、反丁烯二酸13份、羟丙基瓜尔豆胶4份。
将反丁烯二酸与其质量4.2倍的去离子水混合，制得反丁烯二酸溶液；将橙花醇与其质量1.2倍的乙醇混合，制得橙花醇溶液。将伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨、过120目筛，再加入反丁烯二酸溶液，然后升温至132℃并在该温度下密封搅拌处理35min，再降至70℃并在该温度下超声处理23min，超声功率为700W，然后滴加橙花醇溶液，滴加完后再在82℃的温度下搅拌83min，然后在102℃的温度下搅拌至干，再在400℃的温度下煅烧3.3h即得吸附剂。
实施例4
本发明实施例中，一种利用伊利石制备的重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：伊利石31份、橙花醇4份、反丁烯二酸17份、羟丙基瓜尔豆胶6份。
将反丁烯二酸与其质量4.2倍的去离子水混合，制得反丁烯二酸溶液；将橙花醇与其质量1.2倍的乙醇混合，制得橙花醇溶液。将伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨、过120目筛，再加入反丁烯二酸溶液，然后升温至132℃并在该温度下密封搅拌处理35min，再降至70℃并在该温度下超声处理23min，超声功率为700W，然后滴加橙花醇溶液，滴加完后再在82℃的温度下搅拌83min，然后在102℃的温度下搅拌至干，再在400℃的温度下煅烧3.3h即得吸附剂。
实施例5
本发明实施例中，一种利用伊利石制备的重金属吸附剂，由以下按照重量份的原料组成：伊利石29份、橙花醇3份、反丁烯二酸15份、羟丙基瓜尔豆胶5份。
将反丁烯二酸与其质量4.2倍的去离子水混合，制得反丁烯二酸溶液；将橙花醇与其质量1.2倍的乙醇混合，制得橙花醇溶液。将伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨、过120目筛，再加入反丁烯二酸溶液，然后升温至132℃并在该温度下密封搅拌处理35min，再降至70℃并在该温度下超声处理23min，超声功率为700W，然后滴加橙花醇溶液，滴加完后再在82℃的温度下搅拌83min，然后在102℃的温度下搅拌至干，再在400℃的温度下煅烧3.3h即得吸附剂。
对比例1
除不含有反丁烯二酸外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
对比例2
除不含有橙花醇外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
对比例3
除不含有反丁烯二酸以及橙花醇外，其原料含量及制备过程与实施例5一致。
分别取1g实施例1-5及对比例1-3是吸附剂分别投加到1L 1000mg/L的Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+溶液(pH＝4)中，最终计算得各吸附剂对各金属的吸附容量，结果如表1所示。可知，本发明在各原料的相互作用下对重金属有极高的吸附能力。
表1
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种利用伊利石制备的重金属吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：伊利石25-33份、橙花醇1-5份、反丁烯二酸11-19份、羟丙基瓜尔豆胶3-7份。
2.根据权利要求1所述的利用伊利石制备的重金属吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：伊利石27-31份、橙花醇2-4份、反丁烯二酸13-17份、羟丙基瓜尔豆胶4-6份。
3.根据权利要求1所述的利用伊利石制备的重金属吸附剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：伊利石29份、橙花醇3份、反丁烯二酸15份、羟丙基瓜尔豆胶5份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的利用伊利石制备的重金属吸附剂的方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1)将反丁烯二酸与其质量4.2倍的去离子水混合，制得反丁烯二酸溶液；将橙花醇与其质量1.2倍的乙醇混合，制得橙花醇溶液；
2)将伊利石与羟丙基瓜尔豆胶混合研磨、过120目筛，再加入反丁烯二酸溶液，然后升温至132℃并在该温度下密封搅拌处理35min，再降至70℃并在该温度下超声处理23min，超声功率为700W，然后滴加橙花醇溶液，滴加完后再在82℃的温度下搅拌83min，然后在100-103℃的温度下搅拌至干，再在400℃的温度下煅烧3.3h即得吸附剂。
5.如权利要求1-3任一所述的吸附剂在重金属污水处理中的应用。
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