CN108640198A - 一种基于吸附法除去水体中六价铬离子的方法 - Google Patents

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汪海波
夏冬冬
潘倩霞
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    • 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
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    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
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    • C02F2101/22—Chromium or chromium compounds, e.g. chromates

Abstract

本发明提供一种去除水中六价铬离子的方法，涉及一种化学合成的吸附剂通过物理吸附法去除水中六价铬离子。本发明目的是解决现有脱除水中六价铬离子的方法存在工艺复杂、处理效率低，制备费用较高的问题。该定向化学合成的吸附剂，为两亲型柱[5]芳烃，其呈现柱形结构，一端由疏水空腔和烷基链构成，这保证了该吸附剂能有效的从水中脱除分离，另一端亲水部分含有大量的羧基，调节PH后，可以静电吸附和配位螯合捕获六价铬离子，这都使得本发明对水中六价铬离子具有较好的吸附和脱除效果。本发明提供的化学合成吸附剂制备费用较低，处理简单高效，能够实现水中六价铬离子的高效吸附和脱除。

Description

一种基于吸附法除去水体中六价铬离子的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及基于吸附法除去水体中六价铬离子的方法。
背景技术
近几十年来，由于人为活动，陆地和水生生态系统中重金属离子的含量大量增加，导致环境污染日益严重，因此找到合适的方法去除重金属离子的必要性大大增加。在这些金属离子中，六价铬离子的去除尤为重要，因为六价铬离子毒性强，容易破坏生物系统导致人们罹患癌症。由于六价铬离子的高流动性，导致其很容易进入细胞膜，对细胞分裂产生有害影响。除此之外，六价铬离子会导致染色体发生畸变，作为诱变性致癌物，它会在在呼吸道，消化道，和肌肉系统中诱发肿瘤。六价铬离子还会危害人体免疫、胃肠、人类呼吸系统、血液学、生殖和发育系统。世界卫生组织强调了六价铬离子对人类健康的重大威胁，必须控制人体内六价铬离子含量在0.05毫克/升之下。
六价铬离子主要是通过纺织染化、电镀、制革、合金化、木材防腐剂和电子工业等排放的废水中进入环境。由于对工业废水的不当监测，导致六价铬离子造成了严重的环境污染。因此从水体中去除六价铬离子是非常重要的。许多物理化学方法已经被用于出去污水中的重金属离子，如凝聚、萃取、膜分离、电化学还原、吸附。在这些方法中，吸附方法尤为突出，这主要是因为吸附方法简单、高效、易与设计、操作简单。
发明内容
本发明的目的是提供一种方便、可视化地除去水中六价铬的方法。该方法成本低廉，操作简单，吸附效果好。
为实现发明目的，本发明采用如下的技术方案：
(1)吸附剂制备：在乙腈中，加入对苯二酚，溴代烷烃(溴乙烷，溴丁烷，溴己烷)，碳酸钾和氯乙酸乙酯，一定温度下回流反应一段时间，得到中间体对烷氧基苯乙酸乙酯醚。将对烷氧基苯乙酸乙酯醚多聚甲醛加入到二氯乙烷中，吸取三氟化硼乙醚加入，室温搅拌一段时间后加水淬灭反应，过滤，旋干滤液，并碱水解后酸化得到吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c。
(2)吸附剂的选择：准备三份一定初始质量浓度的六价铬溶液中，分别加入等量的的吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(3)PH的选择：准备一定初始质量浓度的六价铬溶液，加入一定量的吸附剂a，加入氢氧化钠和盐酸(0.1mol/L)调节不同的pH，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(4)吸附剂a用量的选择：准备八份一定初始质量浓度的六价铬溶液，加入不同量的吸附剂a，一定pH下，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(5)六价铬的初始质量浓度的选择：准备不同初始质量浓度的六价铬溶液，加入一定量的吸附剂a，一定pH下，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
本发明所述的除去水中六价铬的方法，所述步骤(2)最优吸附剂是吸附剂a。
本发明所述的除去水中六价铬的方法，所述步骤(3)中pH范围是3-5，优选pH＝4。
本发明所述的除去水中六价铬的方法，所述步骤(4)中吸附剂a的用量范围为0.5-5g/L，优选3g/L。
本发明所述的除去水中六价铬的方法，所述步骤(5)中六价铬的初始质量浓度的选择为10-140mg/L，优选140mg/L。
附图说明
图1吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c的形态效果图。
图2不同用量的吸附剂a对六价铬离子平衡吸附量变化图。
图3不同PH值下a对酸性红118的单位吸附量变化图。
图4不同初始浓度下a对酸性红118的单位吸附量变化图。
图5不同初始浓度下a对酸性红118的去除率变化图。
具体实施方式
实施例1
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种除去水中六价铬的方法进行详细描述。
(1)步骤(1)吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c的制备：在100.00mL乙腈中，加入11.00g对苯二酚，10.90g溴代烷烃(溴乙烷，溴丁烷，溴己烷)，30.70g碳酸钾和18.40g氯乙酸乙酯，82℃回流反应24h，得到中间体对烷氧基苯乙酸乙酯醚。将6.72g的对烷氧基苯乙酸乙酯醚和2.00g多聚甲醛加入到120mL二氯乙烷中，吸取8.00ml三氟化硼乙醚加入，室温搅拌3h后加水淬灭反应，过滤，旋干滤液得到吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c.
(2)步骤(2)吸附剂的选择：准备三份初始质量浓度30mg/L的六价铬溶液中，分别加入1.5g/L的吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c，吸附体系为25mL，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(3)步骤(3)PH的选择：准备初始质量浓度30mg/L的六价铬溶液，加入1.5g/L的吸附剂a，加入氢氧化钠和盐酸(0.1mol/L)调节不同的2-6，吸附体系为25mL，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(4)步骤(4)吸附剂a用量的选择：准备八份初始质量浓度30mg/L的六价铬溶液，加入0.5-5g/L的吸附剂a，pH＝4时，吸附体系为25mL，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(5)步骤(4)六价铬的初始质量浓度的选择：准备初始质量浓度10、30、50、70、140mg/L的六价铬溶液，加入1.5g/L的吸附剂a，pH＝4时，吸附体系为25mL，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.本发明的目的是提供一种方便、可视化地除去水中六价铬的方法。该方法成本低廉，操作简单，吸附效果好。为实现发明目的，本发明采用如下的技术方案：
(1)吸附剂制备：在乙腈中，加入对苯二酚，溴代烷烃(溴乙烷，溴丁烷，溴己烷)，碳酸钾和氯乙酸乙酯，一定温度下回流反应一段时间，得到中间体对烷氧基苯乙酸乙酯醚。将对烷氧基苯乙酸乙酯醚多聚甲醛加入到二氯乙烷中，吸取三氟化硼乙醚加入，室温搅拌一段时间后加水淬灭反应，过滤，旋干滤液得到吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c。
(2)吸附剂的选择：准备三份一定初始质量浓度的六价铬溶液中，分别加入一定量的的吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(3)PH的选择：准备一定初始质量浓度的六价铬溶液，加入一定量的吸附剂a，加入氢氧化钠和盐酸(0.1mol/L)调节不同的pH，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(4)吸附剂a用量的选择：准备八份一定初始质量浓度的六价铬溶液，加入不同量的吸附剂a，一定pH下，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
(5)六价铬的初始质量浓度的选择：准备不同初始质量浓度的六价铬溶液，加入一定量的吸附剂a，一定pH下，恒温振荡后，室温下静置吸附2天。
2.根据权利要求1所述的除去水中六价铬的方法，所述步骤(2)最优吸附剂是吸附剂a。
3.根据权利要求1所述的除去水中六价铬的方法，所述步骤(3)中pH范围是2-6，优选pH＝4。
4.根据权利要求1所述的除去水中六价铬的方法，所述步骤(4)中吸附剂a的用量范围为0.5-5g/L，优选3g/L。
5.根据权利要求1所述的除去水中六价铬的方法，所述步骤(5)中六价铬的初始质量浓度的选择为10-140mg/L，优选140mg/L。
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CN103058314A (zh) * 2013-01-24 2013-04-24 重庆绿色智能技术研究院 一种去除水中六价铬的方法
WO2017025951A1 (en) * 2015-08-10 2017-02-16 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Pillararenes and uses thereof
CN107247042A (zh) * 2017-06-15 2017-10-13 西北师范大学 用对称性共聚柱5芳烃间接性荧光检测汞离子与碘离子的方法

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