CN114682220B - 用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料及其制备方法和使用其处理含铊、汞废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料及其制备方法和使用其处理含铊、汞废水的方法。用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法:将活性炭和硝酸混合,加热处理后冷却、水洗至中性,然后进行第一干燥得到改性活性炭;将锰盐、乙醇、四亚乙基五胺、三巯基均三嗪三钠盐混合,得到负载溶液;将改性活性炭、负载溶液、氨水和4‑(N‑马来酰亚胺甲基)环己烷‑1‑羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐混合,加热反应得到初级吸附材料;将初级吸附材料清洗后进行第二干燥,得到用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料。本申请提供的方法,能够获得吸附效率高、处理成本低的材料,处理废水后可以达到行业排放标准中的特别排放限值。
Description
技术领域
本申请涉及废水处理领域,尤其涉及一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料及其制备方法和使用其处理含铊、汞废水的方法。
背景技术
随着人们对重金属污染防控力度的加大,许多企业重金属废水的排放被要求达到特别排放限值或地表水环境质量标准的要求。吸附法在重金属废水深度处理技术领域是一个常用的技术。采用常规吸附材料存在以下问题:①吸附的选择性差,在干扰离子存在的情况下,处理效果不稳定。②吸附容量偏低,需要反复频繁的再生处理,影响了材料的使用寿命。
开发一种能够选择性吸附铊和汞的材料,成为处理含铊、汞废水的核心工作之一。
发明内容
本申请的目的在于提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料及其制备方法和使用其处理含铊、汞废水的方法,以解决上述问题。
为实现以上目的,本申请采用以下技术方案:
一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法,包括:
将活性炭和硝酸混合,加热处理后冷却、水洗至中性,然后进行第一干燥得到改性活性炭;
将锰盐、乙醇、四亚乙基五胺、三巯基均三嗪三钠盐混合,得到负载溶液;
将所述改性活性炭、所述负载溶液、氨水和4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐混合,加热反应得到初级吸附材料;
将所述初级吸附材料清洗后进行第二干燥,得到所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料。
优选地,所述活性炭的粒径为20目-50目;
所述活性炭与所述硝酸的质量体积比为1g:(10-15)mL。
优选地,所述加热处理的温度为50℃-80℃,时间为1h-3h;
所述第一干燥的温度为80℃-110℃。
优选地,所述锰盐包括硝酸锰和/或氯化锰;
所述锰盐与所述乙醇、所述四亚乙基五胺、所述三巯基均三嗪三钠盐的质量体积比为1g:(30-40)mL:(20-40)mL:(15-30)mL。
优选地,所述4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐预先配置成质量分数为12%-18%的水溶液使用;
所述氨水的体积分数为10%-15%;
所述活性炭与所述负载溶液、所述氨水、所述水溶液的质量体积比为5g:(65-110)mL:(20-40)mL:(10-30)mL。
优选地,所述加热反应的温度为100℃-150℃,时间为8h-10h。
优选地,所述清洗包括:将所述初级吸附材料用去离子水和乙醇进行反复清洗30min-60min;
所述第二干燥采用真空干燥方式进行,温度为60℃-80℃,时间为12h -24h。
本申请还提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,使用所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法制得。
优选地,所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料中,粒径为0.3 mm-0.85mm占比大于等于98wt%。
本申请还提供一种使用所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料处理含铊、汞废水的方法,包括:
将所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料与所述含铊、汞废水混合,在pH为6-10条件下处理。
与现有技术相比,本申请的有益效果包括:
本申请提供的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法,在制备过程中,活性炭首先通过酸预处理扩孔,具有更多的孔道。这有利于在吸附过程中,离子的转移、扩散以及在孔道内负载更多选择性吸附颗粒。负载锰后通过氨水处理形成了锰特殊的水合氧化物,具有特殊的金属-羟基基团,提高了对铊的吸附选择性;同时还负载了巯基、胺基等选择性吸附基团,提高了对汞的吸附选择性,铊、汞等金属与巯基和胺基可以发生表面配位反应。相比于市场上的其他吸附剂,具有不同的分离原理,本申请对重金属的吸附处理,主要是靠水合氧化锰的羟基、以及巯基和胺基的吸附作用,提高了对铊和汞的吸附选择性,增加了吸附容量。
本申请提供的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,具有较好的吸附特性,能够选择性吸附铊和汞。
本申请提供的使用所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料处理含铊、汞废水的方法,可以达到行业排放标准中的特别排放限值,吸附效率高,处理成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对本申请范围的限定。
图1为实施例1得到的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的截面扫描电镜照片;
图2为实施例1得到的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的红外谱图。
具体实施方式
如本文所用之术语:
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1~5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1~4”、“1~3”、“1~2”、“1~2和4~5”、“1~3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中,除非另有指明,所述的份和百分比均按质量计。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位,1份可表示任意的单位质量,如可以表示为1g,也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份,B组分的质量份为b份,则表示A组分的质量和B组分的质量之比a:b。或者,表示A组分的质量为aK,B组分的质量为bK(K为任意数,表示倍数因子)。不可误解的是,与质量份数不同的是,所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生,例如,A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法,包括:
将活性炭和硝酸混合,加热处理后冷却、水洗至中性,然后进行第一干燥得到改性活性炭;
将锰盐、乙醇、四亚乙基五胺、三巯基均三嗪三钠盐混合,得到负载溶液;
将所述改性活性炭、所述负载溶液、氨水和4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐混合,加热反应得到初级吸附材料;
将所述初级吸附材料清洗后进行第二干燥,得到所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料。
在一个可选的实施方式中,所述活性炭的粒径为20目-50目;
可选的,所述活性炭的粒径可以为20目、30目、40目、50目或者20目-50目之间的任一值。
所述活性炭与所述硝酸的质量体积比为1g:(10-15)mL。
可选的,所述活性炭与所述硝酸的质量体积比可以为1g:10mL、1g:11mL、1g:12mL、1g:13mL、1g:14mL、1g:15mL或者1g:(10-15)mL之间的任一值。
在一个可选的实施方式中,所述加热处理的温度为50℃-80℃,时间为1h-3h;
所述第一干燥的温度为80℃-110℃。
可选的,所述加热处理的温度可以为50℃、60℃、70℃、80℃或者50℃-80℃之间的任一值,时间可以为1h、2h、3h或者1h-3h之间的任一值;所述第一干燥的温度可以为80℃、90℃、100℃、110℃或者80℃-110℃之间的任一值。
在一个可选的实施方式中,所述锰盐包括硝酸锰和/或氯化锰;
所述锰盐与所述乙醇、所述四亚乙基五胺、所述三巯基均三嗪三钠盐的质量体积比为1g:(30-40)mL:(20-40)mL:(15-30)mL。
可选的,所述锰盐与所述乙醇、所述四亚乙基五胺、所述三巯基均三嗪三钠盐的质量体积比可以为1g:30mL:20mL:15mL、1g:30mL: 40mL:15mL、1g:30mL: 40mL:30mL、1g:40mL:20mL:15mL、1g:40mL:20mL:30mL、1g:35mL:30mL:25mL、1g:35mL:20mL:15mL、1g:35mL:40mL:30mL、1g:30mL:30mL:15mL、1g:40mL:40mL:25mL或者1g:(30-40)mL:(20-40)mL:(15-30)mL之间的任一值。
在一个可选的实施方式中,所述4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐预先配置成质量分数为12%-18%的水溶液使用;
所述氨水的体积分数为10%-15%;
可选的,所述4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐预先配置成质量分数为12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%或者12%-18%之间的任一值的水溶液使用;所述氨水的体积分数可以为10%、11%、12%、13%、14%、15%或者10-15%之间的任一值。
所述活性炭与所述负载溶液、所述氨水、所述水溶液的质量体积比为5g:(65-110)mL:(20-40)mL:(10-30)mL。
可选的,所述活性炭与所述负载溶液、所述氨水、所述水溶液的质量体积比可以为5g:65mL:20mL:10mL、5g:65mL:20mL:30mL、5g:65mL:40mL:10mL、5g:65mL:40mL:20mL、5g:110mL:20mL:10mL、5g:110mL:40mL:30mL、5g:110mL:40mL:20mL、5g:110mL: 40mL:30mL或者5g:(65-110)mL:(20-40)mL:(10-30)mL之间的任一值。
在一个可选的实施方式中,所述加热反应的温度为100℃-150℃,时间为8h-10h。
可选的,所述加热反应的温度可以为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃或者100℃-150℃之间的任一值,时间可以为8h、9h、10h或者8h-10h之间的任一值。
在一个可选的实施方式中,所述清洗包括:将所述初级吸附材料用去离子水和乙醇进行反复清洗30min -60min;
所述第二干燥采用真空干燥方式进行,温度为60-80℃,时间为12-24h。
可选的,清洗的时间可以为30min、40min、50min、60min或者30min -60min之间的任一值,所述第二干燥的温度可以为60℃、70℃、80℃或者60℃-80℃之间的任一值,时间可以为12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h或者12h-24h之间的任一值。
本申请还提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,使用所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法制得。
在一个可选的实施方式中,所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料中,粒径为0.3mm-0.85mm占比大于等于98wt%。
可选的,所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料中,占比大于等于98wt%的材料的粒径可以为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.85mm或者0.3mm-0.85mm之间的任一值。
本申请还提供一种使用所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料处理含铊、汞废水的方法,包括:
将所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料与所述含铊、汞废水混合,在pH为6-10条件下处理。
可选的,使用的pH可以为6、7、8、9、10或者6-10之间的任一值。
下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本申请,而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30mlml,搅拌30min使之充分溶解。向混合溶液中加入20mml 四亚乙基五胺,搅拌15min使之充分混合。搅拌均匀后缓慢向其中加入15ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入10%氨水20ml,搅拌15min使之充分混合,形成制备溶液1。
4)在制备溶液1中加入10ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌10min,使之充分混合,形成制备溶液2。
5)加热制备溶液2,在反应温度100℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
6)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料。
所得用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的扫描电镜照片如图1所示。
图2为实施例1得到的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的红外谱图。由图2可知,材料在3409.2cm-1有明显的羟基伸缩振动峰,此外在1684.1 cm-1出现胺基振动峰,在1390.1cm-1、616.6cm-1出现了金属-羟基振动峰,在1115.5cm-1出现巯基振动峰。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=9的条件下进行处理,结果如下表1所示:
表1 处理效果(单位为mg/L)
从表1可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的重金属含量还能达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
实施例2
本实施例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30ml,搅拌30min使之充分溶解。向混合溶液中加入30ml 四亚乙基五胺,搅拌30min使之充分混合。搅拌均匀后缓慢向其中加入20ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入15%氨水30ml,搅拌30min使之充分混合,形成制备溶液1。
4)在制备溶液1中加入20ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌20min,使之充分混合,形成制备溶液2。
5)加热制备溶液2,在反应温度120℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
6)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表2所示:
表2 处理效果(单位为mg/L)
从表2可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的重金属含量还能达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
实施例3
本实施例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30ml,搅拌30min使之充分溶解。向混合溶液中加入40ml 四亚乙基五胺,搅拌30min使之充分混合。搅拌均匀后缓慢向其中加入30ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入15%氨水40ml,搅拌30min使之充分混合,形成制备溶液1。
4)在制备溶液1中加入30ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌20min,使之充分混合,形成制备溶液2。
5)加热制备溶液2,在反应温度150℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
6)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表3所示:
表3 处理效果(单位为mg/L)
从表3可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的重金属含量还能达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
对比例1
本对比例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30ml,搅拌30min使之充分溶解。向混合溶液中加入30ml 四亚乙基五胺,搅拌30min使之充分混合。搅拌均匀后缓慢向其中加入20ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
2)将5g活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入15%氨水30ml,搅拌30min使之充分混合,形成制备溶液1。
3)在制备溶液1中加入20ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌20min,使之充分混合,形成制备溶液2。
4)加热制备溶液2,在反应温度120℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
5)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表4所示:
表4 处理效果(单位为mg/L)
从表4可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的重金属含量无法达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
对比例2
本对比例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)向30mL乙醇溶液中加入30ml 四亚乙基五胺,搅拌30min使之充分混合。搅拌均匀后缓慢向其中加入20ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入15%氨水30ml,搅拌30min使之充分混合,形成制备溶液1。
4)在制备溶液1中加入20ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌20min,使之充分混合,形成制备溶液2。
5)加热制备溶液2,在反应温度120℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
6)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表5所示:
表5 处理效果(单位为mg/L)
从表5可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的铊含量无法达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
对比例3
本对比例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30ml,搅拌30min使之充分溶解后缓慢向其中加入20ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入15%氨水30ml,搅拌30min使之充分混合,形成制备溶液1。
4)在制备溶液1中加入20ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌20min,使之充分混合,形成制备溶液2。
5)加热制备溶液2,在反应温度120℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
6)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表6所示:
表6 处理效果(单位为mg/L)
从表6可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的汞含量无法达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
对比例4
本对比例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30ml,搅拌30min使之充分溶解。向混合溶液中加入30ml 四亚乙基五胺,搅拌30min使之充分混合,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入15%氨水30ml,搅拌30min使之充分混合,形成制备溶液1。
4)在制备溶液1中加入20ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌20min,使之充分混合,形成制备溶液2。
5)加热制备溶液2,在反应温度120℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
6)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表7所示:
表7 处理效果(单位为mg/L)
从表7可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的汞含量无法达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
对比例5
本对比例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30ml,搅拌30min使之充分溶解。向混合溶液中加入30ml 四亚乙基五胺,搅拌30min使之充分混合。搅拌均匀后缓慢向其中加入20ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,形成制备溶液1。
4)在制备溶液1中加入20ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌20min,使之充分混合,形成制备溶液2。
5)加热制备溶液2,在反应温度120℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
6)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表8所示:
表8 处理效果(单位为mg/L)
从表8可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的铊含量无法达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
对比例6
本对比例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30ml,搅拌30min使之充分溶解。向混合溶液中加入30ml 四亚乙基五胺,搅拌30min使之充分混合。搅拌均匀后缓慢向其中加入20ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入15%氨水30ml,搅拌30min使之充分混合,形成制备溶液1。
4)加热制备溶液1,在反应温度120℃的条件下,加热反应8h,制备出初级吸附材料。
5)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表9所示:
表9 处理效果(单位为mg/L)
从表9可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的汞含量无法达到各行业污染物排放标准特别排放限值。
对比例7
本对比例提供一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其制备方法如下:
1)在5g活性炭中加入60mL硝酸,加热到60℃,搅拌2h,冷却后过滤,用水将活性炭洗至pH=7,在恒温110℃下干燥至恒量,形成改性后的活性炭。
2)取氯化锰加入乙醇溶液,配置的比例为1g:30ml,搅拌30min使之充分溶解。向混合溶液中加入30ml 四亚乙基五胺,搅拌30min使之充分混合。搅拌均匀后缓慢向其中加入20ml的10%的三巯基均三嗪三钠盐水溶液,搅拌30min,形成负载溶液。
3)将5g改性后的活性炭加入负载溶液中,搅拌1h,加入15%氨水30ml,搅拌30min使之充分混合,形成制备溶液1。
4)在制备溶液1中加入20ml 15%的4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐水溶液,在室温条件下,搅拌20min,使之充分混合,制备出初级吸附材料。
5)用去离子水和乙醇进行反复清洗60分钟,去除溶剂和未反应完全的物质;然后放入真空干燥箱在80℃下干燥24h,制备得到处理含铊和含汞废水的选择性吸附材料。
使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞废水进行处理,具体包括:
将上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料加入含铊、汞废水,在pH=6的条件下进行处理,结果如下表10所示:
表10 处理效果(单位为mg/L)
从表10可以看出,使用上述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料对含铊、汞的重金属废水进行处理,处理后的重金属含量可以达到各行业污染物排放标准特别排放限值,但效果较实施例差。
因此在吸附剂中载入相关重金属离子选择性的吸附基团,可以实现吸附剂的大容量和选择性吸附,提高处理效果和提高使用寿命,确保废水处理稳定达标和地表水体的水质安全。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在上面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法,其特征在于,包括:
将活性炭和硝酸混合,加热处理后冷却、水洗至中性,然后进行第一干燥得到改性活性炭;所述活性炭的粒径为20目-50目;所述活性炭与所述硝酸的质量体积比为1g:(10-15)mL;所述加热处理的温度为50℃-80℃,时间为1h -3h;
将锰盐、乙醇、四亚乙基五胺、三巯基均三嗪三钠盐混合,得到负载溶液;所述锰盐包括硝酸锰和/或氯化锰;所述锰盐与所述乙醇、所述四亚乙基五胺、所述三巯基均三嗪三钠盐的质量体积比为1g:(30-40)mL:(20-40)mL:(15-30)mL;
将所述改性活性炭、所述负载溶液、氨水和4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐混合,加热反应得到初级吸附材料;所述4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐预先配置成质量分数为12%-18%的水溶液使用;所述氨水的体积分数为10%-15%;所述活性炭与所述负载溶液、所述氨水、所述水溶液的质量体积比为5g:(65-110)mL:(20-40)mL:(10-30)mL;所述加热反应的温度为100℃-150℃,时间为8h-10h;
将所述初级吸附材料清洗后进行第二干燥,得到所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料。
2.根据权利要求1所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法,其特征在于,所述第一干燥的温度为80℃-110℃。
3.根据权利要求1或2所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法,其特征在于,所述清洗包括:将所述初级吸附材料用去离子水和乙醇进行反复清洗30min-60min;
所述第二干燥采用真空干燥方式进行,温度为60℃-80℃,时间为12h -24h。
4.一种用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其特征在于,使用权利要求1-3任一项所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料的制备方法制得。
5.根据权利要求4所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料,其特征在于,所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料中,粒径为0.3mm -0.85mm占比大于等于98wt%。
6.一种使用权利要求4或5所述的用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料处理含铊、汞废水的方法,其特征在于,包括:
将所述用于处理含铊、汞废水的选择性吸附材料与所述含铊、汞废水混合,在pH为6-10条件下处理。
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