CN106902788A - 一种重金属吸附剂的制备方法 - Google Patents

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杨文建
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夏继平
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Abstract

本发明公开了一种重金属吸附剂的制备方法，该方法是将活性炭浸入含有螯合基团的有机物溶液中，在50～80℃下加入胶黏剂，搅匀、冷却、干燥、粉碎、过筛、洗涤、干燥后制得，其中所述的含有螯合基团的有机物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、亚氨基二乙酸钠。本发明方法制备得到的重金属吸附剂相对于活性炭，该方法对镉、汞、铅离子皆具有较佳的吸附效果。此外，将吸附重金属离子的重金属吸附剂高温加热，能够除去活性炭及含有螯合基团的有机物，即可获得重金属的氧化物。

Description

一种重金属吸附剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种重金属吸附剂的制备方法。
背景技术：
水中镉、汞、铅离子对人体危害极大。人体摄入过量的铅，会对泌尿系统、神经内分泌、生殖功能、造血系统以及幼儿发育造成严重危害；汞对人体的危害主要表现为损害消化道、肾脏，引起神经性症状，如头痛、肢体麻木；镉的过量摄入，会引起肾功能、生殖功能、心血管功能、骨骼、钙代谢、神经系统、免疫系统异常。
活性炭对于重金属离子的吸附，主要是物理吸附，其吸附效果不佳。巢猛等研究了粉末活性炭对汞、铅、镉等9种重金属离子的吸附去除效果，发现粉末活性炭对于汞离子的吸附效果最佳，对于铅离子和镉离子的去除率却低于5％(巢猛、胡小芳，《粉末活性炭吸附去除汞、铅、镉等9种重金属效果的实验研究》，城镇供水，2011年第3期：70-71)。因此，通过改性活性炭，使之对于多种重金属离子皆具有良好的吸附效果，具有重要意义。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述不足，提供一种重金属吸附剂的制备方法。该重金属吸附剂对镉、汞、铅离子具有较高的去除率，且能够经过高温加热即可获得重金属氧化物。
本发明解决上述技术问题，采用如下技术手段：
一种重金属吸附剂的制备方法，包括：
(1)将活性炭浸入2～3倍质量的10～15wt％的含有螯合基团的有机物溶液中，均匀分散；
(2)将上述混合物加热至50～80℃，按照活性炭质量的0.1～0.2倍加入明胶；保持温度处于50～80℃，搅拌1.5-3h；
(3)将上述混合物在室温下冷却，在80～120℃干燥；粉碎，用5和10目的筛子进行筛分，选取5～10目的吸附剂颗粒；
(4)将上述吸附剂颗粒用去离子水洗涤至pH为7～8后，于80～120℃干燥制得。
在本发明技术方案中，所述的含有螯合基团的有机物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、亚氨基二乙酸钠的一种或多种。
本发明方法制得重金属吸附剂与现有技术相比具有以下优势：本发明重金属吸附剂制备方法简单，制备得到的重金属吸附剂对镉、汞、铅离子具有较高的去除率，且能够经过高温加热即可获得重金属氧化物。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1-4方法制备得到的重金属吸附剂的测定方法如下：
取0.5g上述重金属吸附剂于锥形瓶中，加入50mL 20mg/L的重金属离子(Cd2+、Hg2 +、Pb2+)溶液，在室温震荡下，反应2h。
根据《双硫腙接枝聚氨酯泡塑的制备及其吸附水中镉、汞、铅性能与机理研究》(康莹，长安大学硕士论文，2015)测定水中镉、汞、铅离子的浓度，并利用下面公式计算对重金属离子的去除率：
【实施例1】
将10.0g市售活性炭浸入30g溶质质量分数为10％的二乙烯三胺溶液中，均匀分散。将上述混合物加热至60℃，加入2g明胶；保持温度处于60℃，搅拌2h。将其在室温下冷却，在100℃干燥；粉碎，用5和10目的筛子进行筛分，选取5～10目的吸附剂颗粒。用去离子水将上述吸附剂颗粒洗涤至pH为7～8；于100℃干燥。取0.5g上述重金属吸附剂颗粒于锥形瓶中，加入50mL 20mg/L的重金属离子(Cd2+、Hg2+、Pb2+)溶液，在室温震荡下，反应2h。测定吸附后溶液中重金属离子的浓度，得到其对三种重金属离子的吸附率，见下表1。
表1实施例1中重金属吸附剂对三种重金属离子的吸附效果
90.4％ 92.1％ 92.2％
【实施例2】
将10.0g市售活性炭浸入30g溶质质量分数为10％的三乙烯四胺溶液中，均匀分散。将上述混合物加热至60℃，加入2g明胶；保持温度处于60℃，搅拌2h。将其在室温下冷却，在100℃干燥；粉碎，用5和10目的筛子进行筛分，选取5～10目的吸附剂颗粒。用去离子水将上述吸附剂颗粒洗涤至pH为7～8；于100℃干燥。取0.5g上述重金属吸附剂颗粒于锥形瓶中，加入50mL 20mg/L的重金属离子(Cd2+、Hg2+、Pb2+)溶液，在室温震荡下，反应2h。测定吸附后溶液中重金属离子的浓度，得到其对三种重金属离子的吸附率，见下表2。
表2实施例2中重金属吸附剂对三种重金属离子的吸附效果
92.1％ 96.4％ 94.4％
【实施例3】
将10.0g市售活性炭浸入30g溶质质量分数为10％的亚氨基二乙酸钠溶液中，均匀分散。将上述混合物加热至60℃，加入2g明胶；保持温度处于60℃，搅拌2h。将其在室温下冷却，在100℃干燥；粉碎，用5和10目的筛子进行筛分，选取5～10目的吸附剂颗粒。用去离子水将上述吸附剂颗粒洗涤至pH为7～8；于100℃干燥。取0.5g上述重金属吸附剂颗粒于锥形瓶中，加入50mL 20mg/L的重金属离子(Cd2+、Hg2+、Pb2+)溶液，在室温震荡下，反应2h。测定吸附后溶液中重金属离子的浓度，得到其对三种重金属离子的吸附率，见下表3。
表3实施例3中重金属吸附剂对三种重金属离子的吸附效果
94.8％ 98.5％ 98.0％
【对比例】
取0.5g市售活性炭颗粒于锥形瓶中，加入50mL 20mg/L的重金属离子(Cd2+、Hg2+、Pb2+)溶液，在室温震荡下，反应2h。测定吸附后溶液中重金属离子的浓度，得到其对三种重金属离子的吸附率，见下表4。
表4对比例中市售活性炭对三种重金属离子的吸附效果
4.1％ 70.8％ 3.6％

Claims (2)

1.一种重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)将活性炭浸入2～3倍质量的10～15wt％的含有螯合基团的有机物溶液中，均匀分散；
(2)将上述混合物加热至50～80℃，按照活性炭质量的0.1～0.2倍加入明胶；保持温度处于50～80℃，搅拌1.5-3h；
(3)将上述混合物在室温下冷却，在80～120℃干燥；粉碎、筛分，选取5～10目的颗粒；
(4)将步骤(3)得到的颗粒用去离子水洗涤至pH为7～8后，在80～120℃干燥制得。
2.根据权利要求1所述的重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的含有螯合基团的有机物为二乙烯三胺、三乙烯四胺、亚氨基二乙酸钠的一种或多种。
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