CN108404892B - 一种铅离子吸附剂及其制备方法 - Google Patents

一种铅离子吸附剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108404892B
CN108404892B CN201810357967.3A CN201810357967A CN108404892B CN 108404892 B CN108404892 B CN 108404892B CN 201810357967 A CN201810357967 A CN 201810357967A CN 108404892 B CN108404892 B CN 108404892B
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbents
lead ion
pyrolytic
ion pyrolytic
hydrogel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810357967.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108404892A (zh
Inventor
王敏
汪竹青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anqing Normal University
Original Assignee
Anqing Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anqing Normal University filed Critical Anqing Normal University
Priority to CN201810357967.3A priority Critical patent/CN108404892B/zh
Publication of CN108404892A publication Critical patent/CN108404892A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108404892B publication Critical patent/CN108404892B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/281—Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
    • B01J20/282—Porous sorbents
    • B01J20/285—Porous sorbents based on polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铅离子吸附剂及其制备方法，以绿色、安全的海藻酸盐为原料，首先在碱土金属离子溶液中制得海藻酸盐水凝胶，后在其表面修饰上端基为氨基的连接剂，再通过羧基和氨基的缩合反应修饰上功能试剂，最后经干燥制备得到铅离子吸附剂，本发明还公开了该铅离子吸附剂及其应用，该铅离子吸附剂能够快速地吸附水体中的铅离子，对铅离子的吸附容量和吸附率高、且可循环使用，适用于含铅离子工业废水和含铅离子环境水样的处理，具有广泛的应用价值。

Description

一种铅离子吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明属于固相萃取领域，具体涉及一种铅离子吸附剂及其制备方法。
背景技术
铅是五大有毒重金属元素之一。铅离子不仅不能被生物降解，而且还可以通过食物链或呼吸系统进入人体，并在体内累积，过量的铅会造成人体营养和氧气供应不足，从而导致脑组织损伤。特别是对于处在生长发育阶段的儿童，其体内过量的铅会导致发育迟缓，食欲不振，听力障碍等。因此，去除水体中的铅离子具有重要意义。
目前，去除水体中铅离子的主要方法有化学沉淀法、离子交换法、膜过滤法、电化学、吸附法、反渗透、生物法等方法。在这些方法中，吸附法由于具有操作简便、吸附效率高、处理容量大、吸附剂可循环使用等优点受到人们的广泛关注。已报道的铅离子吸附剂主要有功能化的粘土矿物、壳聚糖及其衍生物、纳米材料、工业废料等。但这些吸附剂在制备和应用过程中往往存在以下一点或几点不足，如：(1)吸附剂材料表面结合位点(功能基团)较少，吸附达到平衡所需时间较长；(2)吸附剂材料比表面积有限，对重金属离子的吸附容量偏低；(3)吸附剂为粉体材料，不易回收；(4)稳定性不高。经多次循环使用后，其形貌和吸附性能下降较快；(5)制备或修饰过程较复杂，且通常须使用到有机溶剂(如：甲苯、甲醇、乙醇等)。目前，采用海藻酸盐和二巯基丁二酸制备铅离子吸附剂并应用于含铅离子废水处理的相关报道较少。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种铅离子吸附剂及其制备方法，所制备的铅离子吸附剂适用于吸附水体中Pb2+，并且易于回收，可循环使用。
为了实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种铅离子吸附剂，含有巯基、羧基、羟基和氨基及碱土金属离子，能够通过配位方式和离子交换方式结合Pb2+。
一种铅离子吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将功能试剂I溶于水中，搅拌条件下，滴入含碱土金属离子的溶液，反应完全后，经固液分离、洗涤，制得海藻酸盐水凝胶；
(2)搅拌条件下，将步骤(1)制得的水凝胶加入到含有连接剂和缩合剂的混合溶液中，反应完全之后，经固液分离、洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)搅拌条件下，将步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶加入到含有功能试剂II和缩合剂的混合溶液中，反应完全之后，经固液分离、洗涤、干燥，制得所述的铅离子吸附剂；
其中，功能试剂I为海藻酸钠、海藻酸钾或海藻酸中的至少一种；连接剂为乙二胺、1,3-丙二胺和1,4-丁二胺中的至少一种；功能试剂II为内消旋-2,3-二巯基丁二酸、硫代苹果酸和二巯基丁二酸钠中的至少一种；缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯和1-羟基苯并三唑中的至少一种；含碱土金属离子的溶液为含钙离子、钡离子、锶离子中的一种或多种离子的溶液。
优选地，所述的功能试剂I为海藻酸钠；连接剂为乙二胺；功能试剂II为内消旋-2,3-二巯基丁二酸；缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，含碱土金属离子的溶液为含钙离子的水溶液。
进一步地，步骤(3)中干燥为真空干燥或真空冷冻干燥。
优选地，步骤(3)中干燥为真空冷冻干燥。
进一步地，步骤(1)中反应温度为5～90℃；滴完后继续搅拌时间大于10分钟。
优选地，步骤(1)中反应温度为10～30℃；滴完后继续搅拌时间大于20分钟。
进一步地，步骤(2)、(3)中反应温度为5～90℃；反应时间大于2小时。
优选地，步骤(2)、(3)中反应温度为10～30℃；反应时间为4小时。
本发明的有益效果在于：
(1)该铅离子吸附剂属宏观多孔材料，易于固液分离，且具有较高的比表面积，对铅离子吸附容量大和具有较快的吸附速率；
(2)该铅离子吸附剂对铅离子有选择性，对铅离子吸附效率高；
(3)该铅离子吸附剂经过无机酸处理，可循环使用，具有广阔的工业应用前景。
附图说明
图1为实施例1中铅离子吸附剂的合成路线图。
具体实施方式
实施例1：合成铅离子吸附剂
图1为本实施例中制备铅离子吸附剂的合成路线图，如图1所示，具体过程如下：
(1)称取2.0g海藻酸钠(粘度：200±20mPa·s)溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钠溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g乙二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例2：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸钾溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钾溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g乙二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例2相对于实施例1的区别在于：将海藻酸钠替换为海藻酸钾。
实施例3：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g乙二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例3相对于实施例1的区别在于：将海藻酸钠替换为海藻酸。
实施例4：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸钠(粘度：200±20mPa·s)溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钠溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g 1,3-丙二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例4相对于实施例1的区别在于：将乙二胺替换为1,3-丙二胺。
实施例5：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸钠(粘度：200±20mPa·s)溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钠溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g 1,4-丁二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例5相对于实施例1的区别在于：将乙二胺替换为1,4-丁二胺。
实施例6：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸钠(粘度：200±20mPa·s)溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钠溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g乙二胺和0.20g 2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例6相对于实施例1的区别在于：将缩合剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐替换为2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯。
实施例7：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸钠(粘度：200±20mPa·s)溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钠溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g乙二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，70℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，70℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例8相对于实施例1的区别在于：将步骤(2)和(3)反应温度由25℃替换为70℃。
实施例8：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸钠(粘度：200±20mPa·s)溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钠溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g乙二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应10h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应10h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例9相对于实施例1的区别在于：将步骤(2)和(3)反应时间由4h替换为10h。
实施例9：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸钠(粘度：200±20mPa·s)溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钠溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取2.0g乙二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取2.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例10相对于实施例1的区别在于：将步骤(2)中乙二胺的质量由1.0g替换为2.0g。
实施例10：合成铅离子吸附剂
(1)称取2.0g海藻酸钠(粘度：200±20mPa·s)溶于98.0g蒸馏水中，搅拌条件下，采用10mL医用注射器将海藻酸钠溶液逐滴滴入500mL 0.2mol/L硝酸钙溶液中，滴完后继续搅拌20min，经过滤，蒸馏水洗涤，制得海藻酸钙水凝胶；
(2)称取1.0g乙二胺和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(1)制得的海藻酸钙水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)称取4.0g内消旋-2,3-二巯基丁二酸和0.20g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐溶于250.0g蒸馏水中，搅拌条件下，加入步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶，25℃条件下反应4h，经过滤、蒸馏水洗涤，制得铅离子吸附剂水凝胶。将铅离子吸附剂水凝胶浸泡于蒸馏水中，置于真空冷冻干燥机中冷冻、真空干燥，制得铅离子吸附剂。
实施例11相对于实施例1的区别在于：将步骤(3)中内消旋-2,3-二巯基丁二酸的质量由2.0g替换为4.0g。
实施例11
用实施例1制得的铅离子吸附剂吸附水样中的Pb2+，其吸附率和Pb2+最大吸附容量数据如下表1所示：
吸附试验的具体步骤如下：
(a)分别吸取5×10-2mol/L的Pb2+标准储备液0.20、2.00、20.00、60mL至100mL容量瓶，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀，静置，配制的Pb2+标准液浓度分别为10-4mol/L，10-3mol/L，10-2mol/L，3×10-2mol/L；
(b)用电感耦合等离子体发射光谱仪测定配制的溶液中Pb2+浓度实际值；
(c)称取100mg实施例1制得的铅离子吸附剂分散于20mL步骤(a)配制的Pb2+标准液中，4h后，取上清液，用电感耦合等离子体发射光谱仪测定上清液中剩余的Pb2+浓度；
(d)通过以下公式，计算出铅离子吸附剂对Pb2+的吸附率以及吸附容量。
其中C0为Pb2+起始浓度(mol/L)，Cf为吸附后上清液中剩余Pb2+浓度(mol/L)，W为铅离子吸附剂质量，M为Pb2+相对原子质量(g/mol)。
表1实施例1的铅离子吸附剂对铅离子的最大吸附容量
实施例12
对实施例1-10制备的铅离子吸附剂的吸附性能进行测试，得到的结果如下表2、表3所示：
表2实施例1-5的吸附率、吸附容量、循环使用性能实验数据
表3实施例6-10的吸附率、吸附容量、循环使用性能实验数据
实施例13
采集含Pb2+的工业废水水样或含Pb2+的环境水样，然后用实施例1制得的铅离子吸附剂对其进行吸附，所得结果如下表4所示：
吸附试验的具体步骤如下：
(a)待吸附水样采集：用水样采集瓶在蓄电池厂废水池三个不同地点的一定深度(20～50cm)处采集水样；用水样采集瓶在菱湖(安徽安庆市)三个不同地点的一定深度(20～50cm)处采集水样；
(b)用电感耦合等离子体发射光谱仪测定水样中Pb2+浓度值；
(c)称取100mg铅离子吸附剂分散于20mL步骤(1)待吸附水样中，4h后，取上清液，用电感耦合等离子体发射光谱仪测定上清液中剩余Pb2+浓度，从而计算出铅离子吸附剂对Pb2+的吸附率。
表4铅离子吸附剂吸附含Pb2+水样的吸附参数
蓄电池厂废水1 蓄电池厂废水2 蓄电池厂废水3
原水样中Pb<sup>2+</sup>浓度值 1.7×10<sup>-4</sup>mol/L 1.7×10<sup>-4</sup>mol/L 1.7×10<sup>-4</sup>mol/L
清液中剩余Pb<sup>2+</sup>浓度值 1.5×10<sup>-6</sup>mol/L 1.5×10<sup>-6</sup>mol/L 1.5×10<sup>-6</sup>mol/L
吸附率 99.1％ 99.1％ 99.1％
菱湖水1 菱湖水2 菱湖水3
原水样中Pb<sup>2+</sup>浓度值 1.1×10<sup>-6</sup>mol/L 1.1×10<sup>-6</sup>mol/L 1.1×10<sup>-6</sup>mol/L
清液中剩余Pb<sup>2+</sup>浓度值 7.7×10<sup>-9</sup>mol/L 7.7×10<sup>-9</sup>mol/L 7.7×10<sup>-9</sup>mol/L
吸附率 99.3％ 99.3％ 99.3％
实施例14
本发明制备而成的铅离子吸附剂进行循环使用，得到的参数如下表5所示：
循环使用实验的具体操作如下：
(a)将吸附有Pb2+的铅离子吸附剂加入酸溶液中，通过酸性条件下的质子化作用，使Pb2+从铅离子吸附剂中分离；
(b)过滤，先后使用氢氧化钙溶液和蒸馏水洗涤已脱去Pb2+的吸附剂，干燥后即可实现铅离子吸附剂的再生。
其中，酸溶液选自硝酸、盐酸、硫酸、醋酸、草酸、或其组合，优选为硝酸。当所述酸组合使用时，可以相继地使用酸进行处理，或将酸混合后进行处理。
表5铅离子吸附剂(实施例1)进行循环使用的性能参数
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铅离子吸附剂，其特征在于：含有巯基、羧基、羟基和氨基及碱土金属离子，能够通过配位方式和离子交换方式结合Pb2+；
所述的铅离子吸附剂采用如下方法制备，包括如下步骤：
(1)将功能试剂I溶于水中，搅拌条件下，滴入含碱土金属离子的溶液，反应完全后，经固液分离、洗涤，制得海藻酸盐水凝胶；
(2)搅拌条件下，将步骤(1)制得的水凝胶加入到含有连接剂和缩合剂的混合溶液中，反应完全之后，经固液分离、洗涤，制得经氨基修饰的水凝胶；
(3)搅拌条件下，将步骤(2)制得的经氨基修饰的水凝胶加入到含有功能试剂II和缩合剂的混合溶液中，反应完全之后，经固液分离、洗涤、干燥，制得所述的铅离子吸附剂；
其中，功能试剂I为海藻酸钠、海藻酸钾或海藻酸中的至少一种；连接剂为乙二胺、1,3-丙二胺和1,4-丁二胺中的至少一种；功能试剂II为内消旋-2,3-二巯基丁二酸、硫代苹果酸和二巯基丁二酸钠中的至少一种；缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯和1-羟基苯并三唑中的至少一种；含碱土金属离子的溶液为含钙离子、钡离子、锶离子中的一种或多种离子的溶液。
2.根据权利要求1所述的铅离子吸附剂，其特征在于：所述的功能试剂I为海藻酸钠；连接剂为乙二胺；功能试剂II为内消旋-2,3-二巯基丁二酸；缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，含碱土金属离子的溶液为含钙离子的水溶液。
3.根据权利要求1所述的铅离子吸附剂，其特征在于：步骤(3)中干燥为真空干燥或真空冷冻干燥。
4.根据权利要求3所述的铅离子吸附剂，其特征在于：步骤(3)中干燥为真空冷冻干燥。
5.根据权利要求1所述的铅离子吸附剂，其特征在于：步骤(1)中反应温度为5～90℃；滴完后继续搅拌时间大于10分钟。
6.根据权利要求5所述的铅离子吸附剂，其特征在于：步骤(1)中反应温度为10～30℃；滴完后继续搅拌时间大于20分钟。
7.根据权利要求1所述的铅离子吸附剂，其特征在于：步骤(2)、(3)中反应温度为5～90℃；反应时间大于2小时。
8.根据权利要求7所述的铅离子吸附剂，其特征在于：步骤(2)、(3)中反应温度为10～30℃；反应时间为4小时。
CN201810357967.3A 2018-04-20 2018-04-20 一种铅离子吸附剂及其制备方法 Active CN108404892B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810357967.3A CN108404892B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 一种铅离子吸附剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810357967.3A CN108404892B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 一种铅离子吸附剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108404892A CN108404892A (zh) 2018-08-17
CN108404892B true CN108404892B (zh) 2019-08-20

Family

ID=63136070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810357967.3A Active CN108404892B (zh) 2018-04-20 2018-04-20 一种铅离子吸附剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108404892B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109569530A (zh) * 2019-01-21 2019-04-05 临沂大学 一种吸附废水中重金属铅的复合吸附剂
CN114588882A (zh) * 2022-03-14 2022-06-07 桂林理工大学 海藻酸钠/二硫化钼的类海绵吸附剂及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150024511A (ko) * 2013-08-27 2015-03-09 연세대학교 원주산학협력단 철(수)산화물을 포함하는 다공성 알긴산 겔 복합체의 제조방법 및 이를 이용한 중금속 제거용 흡착제
CN106179238A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 天津工业大学 一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维及其制备方法
CN107262073A (zh) * 2017-08-24 2017-10-20 安庆师范大学 一种镉离子吸附剂及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150024511A (ko) * 2013-08-27 2015-03-09 연세대학교 원주산학협력단 철(수)산화물을 포함하는 다공성 알긴산 겔 복합체의 제조방법 및 이를 이용한 중금속 제거용 흡착제
CN106179238A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 天津工业大学 一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维及其制备方法
CN107262073A (zh) * 2017-08-24 2017-10-20 安庆师范大学 一种镉离子吸附剂及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108404892A (zh) 2018-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ma et al. Two lanthanide-based metal–organic frameworks for highly efficient adsorption and removal of fluoride ions from water
CN107262073B (zh) 一种镉离子吸附剂及其制备方法和应用
CN106824102B (zh) 一种高效吸附重金属离子Cd2+的溶解性有机质浸渍生物炭及其制备方法和应用
CN107694525B (zh) 一种具有清除甲醛功能的mof成型吸附剂及其制备方法
CN106824113B (zh) 一种咪唑类离子液体改性壳聚糖吸附剂的制备及其应用
CN103071449B (zh) 氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂的制备方法和应用
CN108404892B (zh) 一种铅离子吸附剂及其制备方法
KR102150430B1 (ko) 감나무잎 및 키토산을 이용한 중금속 이온 흡착제용 하이브리드 비드 및 이의 제조방법
US20170225969A1 (en) Porous organic polymers for binding heavy metals
CN113019305A (zh) 多孔碱式碳酸镧磷酸盐吸附剂的制备及其应用
KR101531231B1 (ko) 미세조류 비드, 및 이의 제조 방법
CN114130365A (zh) 一种磁性镧基金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用
CN104174358B (zh) 一种网状含氮炭吸附剂材料及其制备方法和应用
CN105061796A (zh) 一种改性壳聚糖海绵结构材料的制备方法及应用
CN113929905A (zh) 一种亚胺键连接的荧光共价有机框架的制备方法及应用
CN113087864A (zh) 一种杂环共价有机聚合物的制备方法及其在铀酰离子吸附中的应用
CN109225162B (zh) 一种天冬氨酸改性核桃壳吸附剂的制备方法
CN113773518A (zh) 一种含铜工业废水制备金属-有机框架材料hkust-1的方法
KR20160122095A (ko) 아미독심 미소공성 고분자를 이용한 우라늄의 흡착회수방법
Qin et al. Postsynthetic of MIL-101-NH 2 MOFs supported on PVDF membrane for REEs recovery from waste phosphor
Benosmane et al. Application of cellulose acetate membranes for removal of toxic metal ions from aqueous solution
KR101927405B1 (ko) 부식산이 첨착된 수은 흡착용 활성탄 및 이의 제조방법
CN104923168A (zh) 一种硫代氨基甲酸盐类改性柚子皮吸附剂及其制备方法
Santikasari et al. Lanthanum based metal organic frameworks as a new binding agent material for diffusive gradient in thin film (DGT) technique in bioavailability of phosphate removal
CN116351397B (zh) 一种对甲醛具有高效捕集的复合材料制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant