CN108479690A - 一种去除废水中硫氰酸根离子的吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于锌铝二元水滑石为吸附剂，吸附去除废水中硫氰酸根离子的方法。锌铝二元水滑石吸附硫氰酸根离子的量可达(62‑159)mg/g。在室温条件下，按吸附剂与废水中所含硫氰酸根离子的质量比为(0.3‑6)：1的比例，将该吸附剂加入到废水溶液中，磁力搅拌1.5h，就可以达到吸附平衡。该方法具有高效、经济等特点，显示了巨大的应用潜能和较大的经济价值。

Description

一种去除废水中硫氰酸根离子的吸附剂
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及将锌铝二元水滑石作吸附剂去除废水中硫氰酸根离子的应用。
背景技术
硫氰酸根是一种典型的带负电的多原子、直线型阴离子，拥有较好的络合性，因此被广泛应用在石化、贵金属冶炼、照相、杀虫剂、除草剂等领域。在焦化脱硫废水、照相洗印加工废水,电镀废水,印染废水和采矿废水中含有大量的硫氰酸盐。而硫氰酸根极易被氯化生成挥发性的氯化氰(剧毒物质)，也能在紫外线的作用下生成氰化物(剧毒物质)，同时硫氰酸根本身也是有毒物质。若不加处理，将含硫氰酸根的废水直接排放到环境中，将会对环境造成严重的污染，甚至会危及到人类健康，因此研究开发有效处理含硫氰酸根废水的技术十分必要。
目前去除硫氰酸根的方法主要有离子交换法、化学氧化法、生物降解法和吸附法。离子交换法是利用离子交换树脂中的离子与硫氰酸根离子发生离子交换而达到净化废水的方法。化学氧化法需要消耗大量的氧化剂，且易引起二次污染。生物氧化法则存在水力停留时间长、难以寻找适合的微生物等问题。吸附法具有高效、经济等特点，而且通过适当的解析工艺可以实现硫氰酸根回收利用，因此其被广泛研究并应用在废水处理领域。
李政等人研究了有机膨润土对硫氰酸根离子的吸附效果，其对硫氰酸根离子的吸附率达到了91.63％(李政，孟磊，段炼，崔杏雨，谢鲜梅.有机膨润土吸附水中硫氰酸根离子的性能及机理[J].太原理工大学学报，201445(6)，695-702)。该方法存在单位吸附剂的吸附能力差，硫氰酸根离子回收比较困难的问题，不能很好的满足工业应用的要求。
为了克服现有技术中存在的不足，本发明拟以锌铝水滑石为吸附剂，吸附去除废水中的硫氰酸根离子。由于水滑石吸附阴离子的效果受层间阴离子的影响很大，采用低价态的阴离子插层，制备出的水滑石的吸附效果要比高价态的阴离子插层制备出的水滑石的吸附效果好。因此本发明改进制备工艺，制备出硝酸根插层的锌铝二元水滑石，其吸附硫氰酸根离子的能力达到159mg/g，显示出巨大的应用潜能和较大的经济价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除废水中硫氰酸根离子的吸附剂。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
a.制备反应液：将硝酸锌和硝酸铝的混合溶液与硝酸钠和氢氧化钠的混合溶液同时滴加到去离子水中，其中所述的硝酸锌和硝酸铝的混合溶液中锌离子与铝离子的摩尔比为2:1、3:1或4:1，优选为2:1，所述的硝酸钠和氢氧化钠的混合溶液中硝酸根与氢氧根的摩尔比为4:1；
b.共沉淀反应：上述反应液以(0.5-20)mL/min滴加速度，去离子水的pH控制在6-10；
c.离心浓缩上述锌铝二元水滑石悬浮液，然后干燥底部沉淀，得到粉末状的锌铝二元水滑石；
d.吸附反应：按吸附剂与废水中所含硫氰酸根离子的质量比为(0.3-8)：1的比例，将该吸附剂加入到废水溶液中，磁力搅拌，在25℃温度下反应搅拌1.5h，滤出吸附剂，采用滴定法检测废水中残留的硫氰酸根离子的量；该方法适用于硫氰酸根离子的浓度为(0.05-0.2)M的废水水溶液。
具体地，所述在硫氰酸根离子的浓度为(1-2)mg/mL的废水中，投加(5-6)mg/mL的锌铝比为2:1的二元水滑石，吸附剂的最大吸附量达到159mg/g。
本发明通过物理与化学作用相结合的方法，制备锌与铝元素的优选比为2:1的Zn2Al-LDHs，实现最大程度的吸附去除水体中硫氰酸根离子。
具体实施方式
1.制备Zn2Al-LDHs
(1)将29.75g的硝酸锌和18.76g的硝酸铝溶解到200mL的脱二氧化碳去离子水中，命名为溶液A。将34g的硝酸钠和4g的氢氧化钠溶解到200mL的脱二氧化碳去离子水中，命名为溶液B。将溶液A和溶液B以0.5mL/min的速度同时滴加到脱二氧化碳的去离子水中，形成反应液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速度，将去离子水的pH始终保持在(6±0.3)，滴加完在室温条件下晶化6h，离心干燥，得到粉末状的Zn2Al-LDHs。
(2)将29.75g的硝酸钙和18.76g的硝酸铁溶解到200mL的脱二氧化碳去离子水中，命名为溶液A。将34g的硝酸钠和4g的氢氧化钠溶解到200mL的脱二氧化碳去离子水中，命名为溶液B。将溶液A和溶液B以20mL/min的速度同时滴加到脱二氧化碳的去离子水中，形成反应液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速度，将去离子水的pH始终保持在(10±0.3)，滴加完在室温条件下晶化6h，离心干燥，得到粉末状的Zn2Al-LDHs。
2.硫氰酸根离子的吸附性能测试
(1)将0.7g的Zn2Al-LDHs分散的200mL的脱二氧化碳的去离子水中，混合搅拌均匀，然后加入硫氰酸根的含量为2.32g的硫氰酸钠，混合均匀后，搅拌1.5h后，过滤得到上层清液，采用滴定法测出废水中残留的硫氰酸根离子的量，通过相应的换算，计算出锌铝二元水滑石吸附硫氰酸根离子的量，经计算平衡时Zn2Al-LDHs的吸附硫氰酸根离子的量为62mg/g。
(2)将3.48g的Zn2Al-LDHs分散的200mL的脱二氧化碳的去离子水中，混合搅拌均匀，然后加入硫氰酸根的含量为0.58g的硫氰酸钠，混合均匀后，搅拌1.5h后，过滤得到上层清液，采用滴定法测出废水中残留的硫氰酸根离子的量，通过相应的换算，计算出锌铝二元水滑石吸附硫氰酸根离子的量，经计算平衡时Zn2Al-LDHs的吸附硫氰酸根离子的量为159mg/g。
(3)将1g的Zn2Al-LDHs分散的200mL的脱二氧化碳的去离子水中，混合搅拌均匀，然后加入硫氰酸根的含量为0.4g的硫氰酸钠，混合均匀后，搅拌1.5h后，过滤得到上层清液，采用滴定法测出废水中残留的硫氰酸根离子的量，通过相应的换算，计算出锌铝二元水滑石吸附硫氰酸根离子的量，经计算平衡时Zn2Al-LDHs的吸附硫氰酸根离子的量为159mg/g。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种去除废水中硫氰酸根离子的吸附剂，其特征在于，包括以下步骤：按吸附剂与废水中所含硫氰酸根离子的质量比为(0.3-6)：1的比例，将该吸附剂加入到废水溶液中，磁力搅拌，在25℃温度下反应搅拌1.5h，滤出吸附剂，采用滴定法检测废水中残留的硫氰酸根离子的量。
2.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于，吸附剂为锌铝二元水滑石。
3.根据权利要求2所属的锌铝二元水滑石，其特征在于，锌铝比例可为2:1、3:1或4:1。
4.根据权利要求2所属的锌铝二元水滑石，其特征在于，插层离子为硝酸根离子。
5.根据权利要求1所述的硫氰酸根离子，其特征在于，废水中硫氰酸根离子的可测浓度范围为(0.05-0.2)M。
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